FR2531599A1

FR2531599A1 - Jonction multiple de fils tres etroitement espaces sur des substrats contigus

Info

Publication number: FR2531599A1
Application number: FR8310329A
Authority: FR
Inventors: Gary Alan Kneezel
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1982-08-03
Filing date: 1983-06-22
Publication date: 1984-02-10
Also published as: JPS5944775A

Abstract

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA JONCTION MULTIPLE DE CIRCUITS ELECTRIQUES SUR DES SUBSTRATS CONTIGUS, OU L'ON PREVOIT UN CAVALIER 10 A PROTUBERANCES DE HAUTE DENSITE, AYANT DES ETENDUES DE PROTUBERANCES DE CONTACT EN FORME DE CHAMPIGNON 14 EN SURELEVATION AUX DEUX EXTREMITES D'UN CIRCUIT FLEXIBLE. LES MOTIFS DES ELEMENTS D'INTERCONNEXION A PROTUBERANCE SITUES A CHAQUE EXTREMITE DU CAVALIER CORRESPONDENT, OU SONT LA SYMETRIE DES MOTIFS DE PATTES DE JONCTION 18, 19, DES SUBSTRATS DEVANT ETRE CONNECTES 16, 17. LES MOTIFS RESPECTIVEMENT CORRESPONDANTS D'ELEMENTS D'INTERCONNEXION SONT ALORS APPARIES AVEC LES PATTES DE JONCTION DES SUBSTRATS, ET LIES D'UNE MANIERE MULTIPLE A CELLES-CI PAR SOUDAGE AREFLUX, JONCTION PAR THERMOCOMPRESSION, FIXATION SOUS PRESSION CONTRE UNE PLAQUE D'APPUI, OU PAR UTILISATION D'UN AGENT DE LIAISON CONDUCTEUR.

Description

La présente invention concerne l'interconnexion électrique a haute densité en général et, plus particuliè- ren#ent,un procédé et un dispositif pour interconnecter électriquement des fils étroitement espacés de circuits électriques disposés sur des substrats contigus.

Dans le but de relier un point à un autre dans un dispositif électronique, il faut un trajet conducteur ou fil entre les points ainsi qu un procédé de jonction de ce fil aux deux points. Les types de fils couramment utilisés comprennent les fils finis, le calage imprime et les gouttes de soudure formant des protubérances. Le choix des fils pour une applicat#ion particulière est déterminé par des considérations telles que la distance séparant les deux points,la densité en fils, et la présence ou non de croisement dans les fils.On peut faire la jonction de ces fils mécaniquement (par exemple, par des connecteurs a fiche et embase, des connecteurs en élastomère, un enroulement sans soudure, une fi ration mécanique, et le soudage par ultrasons), thermiquement (par exemple,par soudage thermique et soudage par thermocompression) ou chimiquement (par exemple, par revêtement électrolytique et des colles conductrices) Le moyen choisi est déterminé par des considérations telles que la compati bilîté physique et matérielle avec les fils, la densité en fils, les aspects économiques, l'environnement (électri- que, mécanique, thermique et atmosphérique), et les possiv iltés de débranchement.Comme la complexité des cirs cuits intégrés et autres dispositifs électroniques est devenue plus grande, il est apparu un besoin pour des configurations de conducteurs d'interconnexion présentant des densités de plus en plus élevées. L'obtention de densités élevées de cette nature dépasse ou exige trop des possibiliés des technologies d'interconnexion classiques telles que le cablage point point, les plaquettes à circuits imprimés, les circuits hybrides à couches fine et épaisse, et les conducteurs en élastomère.Les tentatives faites pour obtentr une résolution véritablement élevée, ou des géométries à lignes fines, sont a l'origine des problèmes associés de montage et de mise en blocs des dispositifs interconnectés.

Ces problèmes d'interconnexion et de mise en blocs sont particulièrement importants dans la gamme des technologies de marquage appelées collectivement "barresimage. Telle quelle est utilisée ici, l'expression 8vbarre-image" s'entend pour un dispositif destiné à transformer un ensemble de donnée en un ensemble correspondant de signes sur sorte sur support" en général en papier. L'expression signifie également toutes formes de barres d'impression dans lesquelles un réseau d'éléments d'écriture (transducteurs) écrit une ligne ayant la largeur d'une page de signaux d'image.Le milieu que l'on marque se déplace généralement au niveau de la barre de sorte qu'une. page complète est écrite alors que les transducteurs sont sélectivement validés sous la direction d'un courant de données d'entrée. Un tel courant de données est produit, par exemple, par un ordinateur, un processeur de mots, un dispositif à balayage récurrent, ou par une barre de lectu ret Une "barre de lecture" doit s'entendre comme étant un dispositif capable de capter des images visibles et de les transforRer en un ensemble représentatif de données élec tronques. Les réseaux d'un dispositif de balayage à char ge couplée, qui "lisent" électroniquement un matériau imprimé sont des exemples de barres de lecture Au sens système, ces dispositifs sont complémentaires des barres-image. Cependant, sur le plan de l'interconnexion, les considérations discutées ici et,plu#s particulièrement, les techniques de la présente invention s'appliquent également aux barres de lecture.

Avec des barres-image, le procédé de marquage est exécuté soit directement,par exemple par électrographie à décharge dans les gaz dans laquelle une charge est déposée sur un récepteur isolant traité (par exemple du papier), soit indirectement,par formation d'une image sur un récep -teur intermédiaire, puis développement et transfert de l'image sur du papier. Le marquage direct sweffectue également,par exemple, par réseaux de jet d'encre sur la pleine largeur ou sur une partie de la largeur. Des solutions indirectes, données à titre d'exemple, comprennent les réseaux de diodes électroluminescentes, les réseaux de valves de lumière à- cristaux liquides, les réseaux de têtes magnéti- ques à couche fine, et divers réseaux électroluminescents.

La densité requise des transducteurs dépend, naturellement,du type d'impressión effectuer (par exemple, polices spéciales, graphiques, etc.) et du degré de résolution désiré, Pour obtenir une résolution dont la qualité se situe entre une qualité acceptable et une haute qualité, tou tea les technologies de barres--image imposent toutes l'impératif que les éléments de formation d'image soient situés le long de la ligne avec une fréquence spatiale comprise entre 200 et 600 éléments par 25 mm. Si l'on prend la valeur médiane de 400 éléments par 25 mm, il faudrait un total d'enliron 4000 transducteurs pour une barre de 25 cm.Chaque transducteur doit être commandé par un circuit d'attaque, ou un commutateur, qui fournit le niveau approprié de courant ou de tension de manière a provoquer le marquage, tel qu'il est régi par le courant de données d'entrée. Si un groupe de circuits d'attaque et de circuits de mémoire et d-'adres- sage associés peut être fabriqué, en faisant appel à la technologie de l'intégration à grande échelle, sur le même subs trat (par exemple, en silicium) que les transducteurs qu'ils commandent, alors les fils allant aux transducteurs d'interconnexion et aux circuits d'attaque peuvent avoir une configuration donnée en employant le même processus à haute résolution (par exemple par dépit de couche mince et tracé) que celui utilisé pour fabriquer les transducteurs, Avec cette approche conceptuelle, la barreoimage la plus simple serait une barre monolithique oR tous les transducteurs et les circuits électroniques sont fabriqués sur un seul substrat ayant une largeur de page. Cependant, dans de nombreux cas, la solution de l'intégration des transducteurs et des circuits électroniques associés sur le même substrat n'est pas de nature pratique à cause de la plage actuellement limitée de tensions et de courants que permettent les dispositifs d'intégration à grande échelle. La fabrication de tels dispositifs sur de grands substrats (largeurs de page) n'est pas, non plus,considérée actuellement comme étant réalisable industriellement.

Au contraire, il est souvent moins coûteux de suivre une solution hybride dans laquelle des parties de la barre-image sont fabriquées sur des substrats séparés. Par exemple, des transducteurs de marquage fabriqués sur un seul substrat ou sur plusieurs substrats modulaires peuvent être reliés à des circuits électroniques d'attaque fabriqués sur d'autres substrats, Les substrats séparés sont alors interconnectés et mis en blocs pour produire la barre-image intégrale.

Même avec une solution hybride pour la fabrica taqn par barre-image il reste le problème de l'interconnexion des fils étroitement espaces aux circuits électroniques d'attaque qui donnent des instructions à chaque transducteur quant au moment de procéder à une écriture.

Comme il y a un nombre important de transducteurs (de l'ordre de 4000 pour une barre de largeur de page), il est souhaitable (bien que pas toujours possible) d'adresser- par matrice les transducteurs dans l'ordre de manière à réduire le nombre de circuits d'attaque requis. Dans un système typique d'adressage à matrice n x m, les transducteurs 1, nal, 2n+1, (m-l)n+l sont connectés ensemble (correspondant à la rangée 1) et les transducteurs 1, 2, 3, 4, ... m sont connectés ensemble (correspondant à la colonne 1).La présence de n rangées et m colonnes nécessite non seulement un grand nombre d'interconnexions des transduc teurs par fil, mais encore un grand nombre de croisement des fils pour les transducteurs connectés ensemble. il est souhaitable de fabriquer tous les transducteurs de marquage et la totalité des interconnexions de rangées et de colonnes sur le même substrat. Avec un tel agencement, le nombre de connexions extérieures serait réduit en conséquence, c'est-à-dire au nombre de circuits d'attaque employé dans le système d'adressage à matrice.

Pour des structures de transducteurs de marquage compliquées, les substrats à largeur de page ne sont pas pratiques,surtout à cause du faible rendement. Pour de telles structures, des harres à largeur de page peuvent être fabriquées en aboutant ensemble plusieurs modules situés cEte à csste de longueurs plus petite.Avec cet agencement, il doit y avoir des interconnexions module-module, ainsi que des interconnexions de circuits électroniques d'attaque module. cela veut dire que la densité des fils qui doivent strie connectés extérieurement aux substrats des trans duc- teurs de marquage passe de, par exemple 10 par 25 mm, à typiquement 50 à lao par 25 mm, De plus, de nombreux croisements de fils doivent être faits à l'extérieur des modules.

Si dans les modules les transducteurs sont situés le long d'un bord (par exemple, têtes magnétiques à couche épais se) ,alors toutes les connexions extérieures seraient géné ralement faites sur le bord opposé et non sur les côtés oa se produit le rapprochement.Si dans les modules les transducteurs sont situés au centre de la face (par exemple, dans certaines barres-image optiques) les fils peuvent alors être connectés sur les deux bords où le rapprochement ne se produit pas de sorte que l'espacement entre fils peut être doublé,
Pour les barres--image modulaires adressées par matrice, il faut faire le plus possible d'interconnexions sur les modules de support de transducteur de manière à minimiser les interconnexions extéri#eures. Les connexions module à module (c'est-à-dire les interconnexions de groupes de transducteurs sur des modules séparés à un seul circuit d'attaque) peuvent être exécutées en formant des configurations de fils sur le même substrat supportant les circuits électroniques d'attaque, Les espacements des lignes unes pour de telles connexions sont relativement grands de sorte qu'on peut utiliser une technologie classique avec une facilité relative. il est des plus souhaitables, natu rellement, que la configuration des fils sur les substrats soit adaptée à l'espacement des fils sur les modules, de fa çon que tous les fils devant être connectés puissent être alignés l'un à l'opposé de l'autre dans la barre-image. Comme le coefficient de dilatation thermique du matériau constituant le substrat des transducteurs de marquage peut ne pas toujours être adapté à celui du substrat comportant la configuration de fils, il est souhaitable de conférer de la flexibilité pour la libération des contraintes dans les interconnexions entre substrats et modules.

On peut utiliser des connecteurs classiques en élastomère pour le raccordement multiple là oh il est possigle d'avoir des configurations de fils qui peuvent être alignées ou appariées de manière appropriée. On peut de la même manière utiliser des plaquettes classiques flexibles à circuits imprimés pour fournir les connexions entre les modules et le substrat Ni les connecteurs en élastomère ni le cabrage flexible imprimé ne conviennent pour tous les systèmes de connexion substrat-substrat a barre-image.On notera qu'il y aura des configurations, ou motifs, de transducteurs et fils et divers degrés d'espacement qui tendent d'eux#mêmes à un type de connexion réalisé par ces moyens, Dans ces cas,il est très souhaitable d'avoir un moyen d'ïnterconnexion qui permettra une connexion flexible entre fils étroitement espacés, ou de configuration différente, ou pattes de jonctiontsur des substrats adjacents.

La technologie d'interconnexion la plus large -ment utilisée au niveau puce est la jonction par fil. Cepen dant, la jonction par fil est effectuée un fil à la fois de sorte qu'elle prend relativement beaucoup de temps. De plus, la jonction par fil est limitée au périmètre du dispositif. Les variantes de la jonction par fil avec puce planaire et fil en faisceau n'apportent pas le degré de souplesse désiré pour la réalisation des interconnexions de circuits hybrides, en particulier dans le cas des puces de grande dimension. Ces approches impliquent, de flush des étapes de traitement supplémentaires qui ont inévitablement pour effet de réduire le rendement et d'augménter les colts.Ces dernières années, s'est développée la technologie dite à support de ruban comme moyen économique d1auto- matsation et de jonction en série de circuits intégrés finis. Le processus initial, appelé jonction automatisée par ruban, implique.la jonction automatisée de puces de circuits intégrés avec des pattes ou protubérances de contact en surélévation pour attaquer suivant un certain motif (typiquement un cliquant en cuivre) des châssis de fil en forme de ruban.Une approche modifiée, dite jonction automatisée sur ruban à alvéoles, a été développée comme moyen permettant d'éviter les problèmes de fabrication liés à la formation de contacts à protubérance en surélévation sur les puces de circuits intégrés. Dans le procédé de jonction automatisée par rubans comportant des protubérances en surélévation, les protubérances sont prévues à l'extré- mité de chaque fil, rendant ainsi possible, une jonction multiple à des puces classiques de circuits intégrés. Ce moyen d'effectuer des jonctions pour une fabrication en série (dans le mode de réalisation avec jonction automatisée par ruban) a été accepté sur le plan-indust#riel, en particulieor pour la mise en blocs de dispositifs uniques à puce comportant des circuits intégrés L'adaptation de cette technologie à des microcircuits hybrides s'est avérée comme posant un problème plus difficile. Comme on l'a suggéré précédemment, de tels circuits hybrides (par exemple des modules de transducteurs ou circuits d'attaque pour barres-image# incorporent une vaste gamme de types de dispositifs, de dimensions, épaisseurs, et configurations et emplacements pour la métallisation d'interconnexion.

Un nouveau type de câblage imprimé flexible à pro tubérances a été récemment proposé par Pollack, Kellerman et Kneezel dans une demande conjointe de brevet ayant pour titre "Method-of Forming a High Density Electrical Circuit and Xnterconnects Thereto", demande que l'on supposera ici connue, Dans cette demande, un circuit à deux dimensions de protubérances en forme de champignon en surélévation fournit un contact (par l'intermédiaire d'une couche isolante) pour des fils étroitement espacés. Les fils en forme de pro tubexance sont essentiellement fabriqués de la manière suivantes Une configuration de fils est initialement fabriquée par revêtement électrolytique ou électroformage en utilisant un motif en résine de protection pour le tracé.Ensuite, les conducteurs sont revêtus d'une pellicule photosensible isolante de faible épaisseur. Puis, un réseau à deux dimensions de passages ayant la largeur des fils est formé dans la pellicule photosensible, avec les passages en correspondance demanière à exposer les conducteurs sous-jacents. Les passages sont espacés les uns des autres dans le réseau de matrice prédéterminé de sorte que l'espacement entre passages contigus soit supérieur à l'espacement entre conducteurs contigus dans le circuit sous-jacent. Ensuite, on procède au dépôt électrolytique d'un matériau conducteur par l'inter- médiaire des passages et sur la couche photosensible de ma nière à former les protubérances de contact en forme de champignon relativement grands.Pour conférer davantage de résistance mécanique, les protubérances peuvent être revêtues d'une couche de résine époxy qui, après durcissement, est abrasée de manière à exposer un réseau à deux dimensions de pattes de jonction plates.

Dans la présente description, on propose d'étendre le principe précédent d'interconnexion de Pollack et collaborateurs de manière à obtenir un cavalier à protubérances de haute densité, comportant des étendues de champignons de contact en#surélévatîon aux deux extrémités d'un circuit flexible, ce qui permet une jonction multiple permettant d'obtenir une interconnexion entre circuits sur des substrats contigus.

Selon la présente invention, un procédé d'interconnexion de circuits électriques sur des substrats contiv gus. commence par la formation d'une configuration prédéterminée de pattes de jonction sur une surface de chaque substrat à connecter, Ensuite, un cavalier flexible comportant des configurations d'interconnexion en forme de protubérances est forme à chaque extrémité. Les configurations des interconnexions correspondent à celles des pattes de jonction sur les substrats. C'est-à-dire que les configu-rations d'étendues de champignon du cavalier sont syjnétriques des configurations des pattes de jonction (8 empreinte de jonc tion11) sur les substrats à connecter.Les configurations d'interconnexion correspondantes en forme de protubérances sont alors appariées aux pattes de jonction et liées à celles-ci sur les substrats De préférence, cette étape de jonction est effectuée par soudage à reflux, liaison par thermocompression, ou pression d'assujettissement appliquée par une plaque d'appui (imposant une métallurgie compatible d'interconnexion par fils et protubérances) Selon un autres aspect du procédé de la présente invention, l'étape de jonction est effectuée avec utilisation d'un agent de liaison conducteur tel que de la patte à souder ou une époxy conductnce.

La figure 1 est une représentation schématique d'un cavalier et de la techniq'e de jonction de la présente invention;
La figure 2 est une vue isométrique partielle, décrivant les différents aspects du cavalier de la présente invention;
La figure 3a représente schématiquement des modules donnés à titre d'exemple de transducteurs et de fils et pattes de jonction associés;
La figure 3b représente schématiquement une configuration de l'étendue des protubérances en surélévation sur un cavalier d'interconnexion des modules de la figure 3a
La figure 4a représente schématiquement deux puces contiguës à circuits intégrés ayant des pattes de jonction sur leur périmètre;;
La figure 4b représente schématiquement un cavalier à protubérances en forme de champignon pour l'interconnexion des puces de la figure 4a les unes avec les autres et avec des dispositifs auxiliaires;
La figure 5 représente schématiquement un système de c#le à protubérances en forme de champignon pour obtenir la transformation de densité des contacts
Un procédé d'interconnexion de circuits électriques sur des substrats contigus selon la présente invention est représenté en figure 1. Des conducteurs finis, ou fils 12, s'étendent entre des paires d'éléments d'interconnexion à protubérance en surélévation 14 d'un cavalier flexible 10.

Les éléments d'interconnexion 14 s'étendent vers l'extérieur de la surface inférieure du cavalier, définissant des r8- seaux ayant une surface à deux dimensions, ou motifs, qui correspondent aux motifs (configuration) des pattes de jonction 18 et 19 de substrats contigus 16 et 17 respectivement. il est souhaitable de disposer d'un support fle rible pour le cavalier 10 de manière à avoir une libération des contraintes dans la zone séparant les substrats 20 et 30 (par exemple, pour tenir compte des différences de dila tata on theri#que). Cependant, le cas échéant, les extrémités du cavalier peuvent être rigides comme cela est le cas, par exemple, d'une jonction par matériau rigide sur le cô- té non bombé du ruban. Comme le suggère la figure 1, la longueur du cible est dictée par la distance entre les emplacements de jonction, c'est-à-dire par la distance séparant les motifs des pattes de jonction 22 et 32. La géométrie du motif d'éléments d'interconnexion 14 dépend de la même manière de la configuration des emplacements de jonction des substrats à relier.

Comme noté précédemment, la méthodologie de connexion discutée ici trouve de larges applications dans de nombreuses facettes du domaine de l'interconnexion micro- éledtronique# Ainsi, comme on le discutera avec davantage de détails ultérieurement, des substrats qui conviennent pour une jonction effectuée selon la présente invention comprennent les substrats à protubérances en forme de champignon, les circuits hybrides à couche épaisse, les circuits hybrides à couche mince, et les puces finies de circuits intégrés, Les substrats ont la même exigence commune qu'il doit y avoir une empreinte de pattes de jonction qui peut avoir son symétrique dans le motif d'éléments#d'intercon- nexion à protubérance en forme de champignon en surélévation sur le cavalier.Comme les éléments d'interconnexion 14 du cavalier sont des protubérances en surélévation, il n'est pas nécessaire qu'il y ait des protubérances ou des surfaces en surélévation sur les substrats l6 et 17, Chaque patte de jonction 18 et 19 doit avoir approximativement les mêmes dimensions que les éléments d'interconnexion en forme de champignon correspondants du cavalier.En particulier, il ne doit y avoir aucun conducteur nu suffisamment proche d'une petite patte de jonction pour être amené en contact avec l'un des éléments dtlnterconnexion 14. Si de tels conducteurs doivent Atre placés plus près, ils devront naturellement être recouverts d'une couche isolante, I1 est d'autre part souhaitable que la résolution des motifs de circuit sur les substrats 16 et 17 soit suffisante pour permettre la disposition des fils par rapport aux pattes de jonction 18 et 19 ainsi que les pattes elles-mêmes.

La figure 2 représente dans le détail une partie extrême d'un cavalier, donnée à titre d'exemple, selon la présente invention. La structure représentée est fabriquée de préférence en suivant le procédé décrit dans la demande de brevet aux noms de Pollack et collaborateurs citée cidessus. En utilisant ce procédé, un motif de fils conducteurs 22 est formé (par exemple par revêtement électrolytique ou électroformage) sur un support flexible 24. Les fils conducteurs 22 sont alors revêtus d'une fine couche de matériau isolant 26tel qu'un polyamide. On verra que les étapes du procédé décrit jusqu'ici permettent d'obtenir un substrat flexible portant #es fils conducteurs finis, Le nombre et la forme des fils, représentés en figure 2, sont naturellement simplifiés de manière à suggérer une vue plus détaillée d'une partie extrême du cavalier 10 de la figure 1 et de ses fils associés 12 et éléments d'interconnexlon 14. Comme on l'a remarqué en liaison avec la figure l,la configuration du cavalier souple varie en fonction des besoins d'un schéma d'interconnexion particulier. Si l'on se base sur les procédés de revêtement électrolytique ou d'électroformage avec motif en résine de protection, on peut produire des cavaliers présentant un vaste degré de latitude quant aux -configurations pouvant être employées.

En liaison de nouveau avec la figure 2, une plu ralité de passages 28 sont formés dans la couche de matériau isolant 26 de manière à exposer sélectivement les fils conducteurs 22. Cette étape est des plus rapidement exécutée par photolithographie lorsque la couche d'isolant 26 comprend un matériau photosensible, comme cela a la préférence. Le motif formé de passages correspond à 1' emprein- te de jonction des pattes du substrat particulier devant être en définitive lié au cavalier.Par exemple, en figure 1,la correspondance se ferait avec le motif de pattes de jonction 18 ou 19. Cependant, on notera que les passages 28 sont espacés les uns des. autres dans le réseau de matrice à deux dimensions de sorte que l'espacement entre passages contigus est supérieur à l'espacement des fils sous-jacents 22.

Le substrat colportant le motif est alors immergé dans un bain de revêtement oh des éléments d'interconnexion à protubérances en forme de champignon en surélévation 23 sont formés par revêtement électrolytique par l'intermédiaire de chaque passage et sur la couche de matériau isolant 26, Comme on peut le voir, les éléments d'interconnexion formés de cette manière forment des points d'interconnexion qui sont supérieurs en termes de surface de contact et d'espacement aux fils conducteurs 22, Pour maintenir un isolement électrique entre les éléments d'interconnexion 23 et assurer l'intégrité mécanique d'ensemble de la structure,-on applique une couche d'enrobage en matériau isolant 25, Comme cela est décrit dans la demande de brevet aux noms de Pollack et collaborateurs, cette couche d'isolant comprend de préférence un matériau polymère, tel qu'une résine époxy liquide, qui peut être appliquée sous forme de revêtements épais épousant les formes et durci sur place ;tl est particulièrement avantageux de revêtir partiellement les protubérances d'interconnexion avec le revêtement de façon que les protubérances soient en saillie comme cela est représenté en figure 2 A la suite de cette procédure; une étape d'attaque au plasma peut être employée pour enlever tout excès d'époxy. En option, un matériau conducteur supplémentaire, par exemple de l'or, peut être appliqué aux éléments d'interconnexion 23 A ce stade, le cavalier est complet et prêt à être utilisé dans des circuits d'interconnexion sur des substrats séparés.

Comme décrit précédemment, un emploi particulier rement avantageux dvan cavalier à protubérances en forme de champignon est une interconnexion de haute densité des transducteurs aux circuits d'attaque et circuits électroniques logiques dans la fabrication de barres-image.Dans le cas de type de barre--image où il n'est pas possible de réduire la densité d'interconnexion par adressage par matrices, les fils des transducteurs, à des densités de 300 - 500 par 25 mm, doivent être connectés aux circuits électroniques associés0 En plaçant les circuits électroniques sur un substrat-contigu et utilisant, par exemple, un cavalier avec une grille de 8 rangées de champignons afin de faire passer la densité des contacts de 400 par 25 mm à 50 par 25 mrml on peut effectuer l'interconnexion tout en augmentant la largeur du substrat de transducteurs d'envi ron 5 mm
On se rappellera que d'après ce qui précède, pour des b#rres#images hybrides adressables par matrice, on doit connecter ensemble des groupes de transducteurs. Sur le plan de la facilité de réalisation des interconnexions, il est préférable d'effectuer autant d'interconnexions sur le substrat de transducteurs en utilisant le même processus à haute résolution que l'on en utilise pour fabriquer les transducteurs et fils. Suivant cette approche, seules envi ron 5Q à 100 connexions substrats ffi substrat par 25 mm ont besoin d'être faîtes. Un tel système est représenté schématiquement en figures 3a et 3b.En figure 3a, les modules de transducteurs 3Q comprennent des transducteurs 32 intercon nectés à des colonnes en quinconce de pattes de jonction 34, Les modules individuels 30 sont fixés rigidement ensemble de manière à former une barre-image, Pour fournir les interconnexions pour à la fois l'adressage par matrice des modules et la connexion à une plaquette associée de circuits électroniques (non représentée), on prépare un cavalier avec un motif d'éléments d'interconnexion à protubérances en surélévation comme représenté en figure 3d. Cette figure est une vue du motif d'éléments d'interconnexion à pro tubérances vue du dessus, c-aest-a-dìxe en regardant à tra- vers la construction du cavalier.Après jonction multiple à la barre-image.hybride monarque de la figure 3a, on verra que le premier transducteur 32 (c'est-à-dire le plus à -gauche) de chaque module 30 est connecté en série avec le premier transducteur de chacun des autres modules. Ainsi, les transducteurs 32a, 32b, 32c et 32d sont connectés en série lorsque leurs pattes respectives de jonction sont liées ensemble par le circuit constitué des pattes 3la, 3lb, 31c et 31d et des fils as-socies placés entre elles (figure 3b).

Ce circuit est à son tour connecté a une patte de jonction de plus grande dimension 33 pour branchement à la plaquette de circuits électroniques d'attaque. Pour complé- ter le système d'adressage par matrice, les transducteurs restants de la figure 3a sont connectés ensemble de la même manière par le motif de pattes représente en figure 3b. En utilisant de cette façon un cavalier avec étendue de champignons, on obtent un moyen de jonction multiple des élec trodes Cpar exemple., des pattes de jonction 34) des substraits de transducteurs, et on obtient également des protu bérances de jonction 33 ayant une densité beaucoup plus faible pour liaison à la plaquette contiguë de circuits électropiques.

En dehors des applications dans les barreswimage, le procédé de connexion décrit ici est également bien adap té à. d'autres cas d'interconnexion à haute densité dans l'industrie de la microélectronique. Par exemple, dans un circuit hybride oh deux puces contiguës de circuits ingrés doivent être connectées, on peut utiliser un cavalier avec étendue de champignons pour assurer la jonction périmétrique de deux puces,comme le représentent les figures 4a et 4b. La figure 4a représente des puces contiguës 40 et 42, comportant chacune des pattes de jonction périmétriques 41 et 43, respectivement. La figure 4b représente un cavalier pour la connexion des puces 4O et 42. Le motif d'éléments d'interconnexion à protubérances 44 fournit les contacts avec les pattes 41 et 43 des puces.

Des fils allant vers des dispositifs associés ou en provenant, ainsi que des entrées d'un neutre d'alimentation et d'une masse sont réalisés par l'intermédiaire d'un second motif d'éléments d'interconnexion à protubéran- ces 44. A titre d'exemple, on peut commodément connecter une puce de registre de décalage et de déclenchement à une puce de circuit d'attaque en utilisant un schéma tel que celui représenté en figures 4a et 4b. On remarquera qu'un tel schéma assure avantageusement une jonotion multiple et donne une économie de place, par rapport, par exemple, à une jonction traditionnelle par fil
On remarquera en outre que les techniques de la présente invention ne sont pas limitées à la liaison périmétrique représentée en figures 4a et 4b,mais au contrai re peuvent s'appliquer également à la-connexion par réseaux en grille de puces de circuits intégrés. Comme des niveaux plus élevés d'intégration nécessitent davantage de fils pour une surface plus petite, il deviendranéces- saire d'utiliser une géométrie de contacts avec réseaux en grille, Un tel. agencement doit également #convenir dans le cas des circuits à haute vitessetcar un fil peut être rapproche de l'endroit où l'on en a besoin sur la puce, au lieu d'être limité au périmètre comme cela est le cas de la plupart des puces classiques de circuits intégrés.La technique d'interconnexion bien connue de puces planaires est l'une des formes du principe d'interconnexion par ré seaux en grille qui est couramment utilisé. Cependant, un inconvénient de ce principe est que les étapes supplémen- taires de traitement qui sont nécessaires pour les protubérances de la puce peut réduire le rendement en dispositifs.

En dessinant un réseau à grille de pattes de jonction sur le circuit intégré, et un réseau symétrique de champignons sur un ruban à protubérances de la présente invention, on peut connecter la puce à circuit intégré sous forme de reseau en grille à ses fils de opter ou à un circuit hybride de Dans ce dernier cas, il peut également être utile d'utiliser le cavalier comme transformateur de densité où on utilise un réseau à grille de haute densité pour la connexion à la puce et un réseau de densité plus petite pour la connexion au circuit hybride.Cette situation est représentée schématiquement en figure 5, où la densité d'un motif d'éléments d'interconnexion à protubérances 50 qui est relié à, par exemple, une puce sans protubérance à in tégration à grande echellehou à intégration à trè#s grande échelle est transformée en configuration moins dense d'éléments d'interconnexion à protubérance 52 pour branchement, par exemple, à un circuit hybride.

L'homme de l'art remarquera que les procédés et dispositifs de la présente invention ont été décrits en liaison avec des configurations données à titre d'exemple pour rendre la discussion plus claire. il est évident que beaucoup de variantes, modifications et alternatives appa raRtrqnt à l'homme de l'art. Par exemple, les conditions d'interconnexion dans une application particulière peuvent rendre souhaitable de placer le motif d'éléments d'interconnexion à protubérance sur des surfaces différentes du cavalier plutôt que sur le même cOté case cela est généralement représenté dans les fïgures.Par consequentrla présente invention concerne cette possibilité et toutes-les variantes,modifications et alternatives entrant dans 1 'esprit et le cadre des revendications annexées.

La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaitront à l'homme de l'art.

Claims

REVENDICATIONS

1 * Procédé d'interconnexion de circuits électriques sur des substrats contigus, comprenant les étapes suivantes

a) la formation d'un motif prédéterminé de pattes de jonction sur une surface de chaque substrat;

b) la formation d'un cavalier ayant à ses extré mités une étendue de motifs d'éléments d'interconnexion à protubérance, ces motifs correspondant aux motifs des pattes de jonction des substrats;;

c3 la jonction multiple des éléments dUintercon- nexion à protubérance de chaque extrémité du cavalier aux pattes de jonction respectivement correspondantes des subs trats,

2 - Procédé selon la revendication 1, caractéri se en ce que l'étape de formation d'éléments d'interconnexion a protubérance comprend la réalisation de ces éléments avec un alliage à faible point de fusion; et

lUétape de jonction des éléments d'interconnexion aux pattes de jonction comprend un soudage avec re flux

3 - Procédé selon la revendication 1, caractéri- se en ce que l'étape de formation d'éléments d'interconnexion à. protubérance comprend la réalisation de ces éléments avec un extérieur en or et

-# l'étape de jonction des éléments d'interconnexion aux pattes de jonction comprend une jonction par thermocompression.

4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'retape de formation d'un cavalier comprend la réalisation de l'interconnexion à protubérance avec un exté- rieur métallique de contact électrique, et

- -l'e-tape de jonction des éléments d'interconne xion aux pattes de-jonction comprend la fixation sous pression du cavalier aux a strats,

5 - Procédé selon la revendication 1, caracteri sé en ce que l'etape de jonction compr#end la connexion des éléments d'interconnexion aux pattes de jonction avec un agent de liaison conducteur,

6 - procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'agent de liaison conducteur comprend une époxy conductrice,

7 - Cavalier pour l'interconnexion de circuits électriques comprenant

a) un substrat flexible ayant des extrémités#oppo- sees comprenant une pluralité de fils conducteurs qui s'éten- dent entre les extrémités; et

b) une pluralité d'éléments d'interconnexion à protubérances en surélévation sur des parties de la surface du substrat contigus à ces extrémités, les éléments d'in- terconnexion assurant une connexion électrique sélective aux fils conducteurs,

8 v Cavalier selon la revendication 7, caractéri- sé en ce que les élments d'interconnexion à protubérance définissent des réseaux a surface en deux dimensions.

9. Cavalier selon la revendication 8, caractérisé en ce que le réseau des éléments d'interconnexion à protubérance à une extrémité du substrat est différent du réseau des éléments d'interconnexion à l'extremite opposée.

10 - Cavalier selon la revendication 9,caractéri- se en ce qu'il comprend en outre un moyen, à chaque extrémi- té du substrat flexible, pour supporter rigidement les reseaux des éléments d'interconnexion à protubérance.

21 - Cavalier selon les revendications 7, 8, 9 ou 10,caractérisé en ce que les éléments d'interconnexion à pro tubérance en surélévation sont disposés sur des parties de la même surface du substrat.

12 o Cavalier selon les revendications 7, 8, 9 ou 10, caractérisé en ce que les interconnexions à protubérance en sarélévation sont disposées sur des parties de différentes surfaces du Substrat.