FR2673043A1 - Systeme de composants electriques, d'un reseau d'interconnexion et d'une embase. - Google Patents

Systeme de composants electriques, d'un reseau d'interconnexion et d'une embase. Download PDF

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Abstract

L'embase (1) a une bonne conductivité thermique et les composants (2, 3) sont montés directement sur l'embase (1), entre celle-ci (1) et le réseau (6) qui est réalisé à partir d'un matériau multicouche souple. L'invention permet d'évacuer convenablement l'énergie thermique des composants.

Description

Les composants électriques fabriqués en matériau semiconducteur du genre silicium, par exemple, classique ou du type ASIC (assigned specific integrated circuit), sont généralement montés sur des circuits hybrides particuliers ou en boîtiers spécifiques. Leur interconnexion et leur connexion à d'autres composants s'effectuent généralement par un réseau, ou matrice, multicouche support rigide, sur lequel ils sont montés, réalisé sur une embase constituée d'un circuit imprimé ou d'une céramique en oxyde ou nitrure d'aluminium. Un réseau multicouche est constitué d'une pluralité de circuits imprimés associés les uns aux autres par des faces qui ne peuvent plus recevoir de composants mais dont la capacité globale d'interconnexion est grande. Le réseau est perce de trous métallisés traversants et non traversants.Dans le cas des trous non traversants, il s'agit d'accéder électriquement à l'une des faces d'un circuit intérieur du réseau et on parle de "vias". Les bornes des composants sont généralement reliés, par fils d'or à la périphérie de ces composants, à des pistes conductrices du premier circuit imprimé, le plus éloigné de la base, du réseau multicouche. Ces bornes peuvent être munies de bossages appropriés et raccordés directement aux conducteurs du réseau multicouche.
Les réseaux multicouches conventionnels sont réalisés à partir de supports diélectriques de faible conductivité thermique. Comme les composants silicium évoqués cidessus sont souvent à relativement forte dissipation thermique, on conçoit aisément que les performances de l'ensemble d'un système de tels composants montés sur un réseau multicouche en soient affectées.
La présente invention vise à améliorer ces performances.
A cet effet, la présente invention concerne un système de composants électriques, d'un réseau d'interconnexion des composants et d'une embase, caractérisé par le fait que l'embase a une bonne conductivité thermique et les composants sont montés directement sur l'embase, entre celle-ci et le réseau.
Grâce au montage direct des composants sur une embase bonne conductrice de la chaleur, l'énergie thermique des composants est convenablement évacuée, ce qui est un gage de performance.
Avantageusement, le réseau, généralement multicouche, est réalisé à partir d'un matériau souple, du type kapton ou teflon, par exemple, grâce à quoi les contraintes mécaniques, provoquées sur le système par des variations de température, sont aussi convenablement absorbées.
Dans la forme de réalisation préférée du système de l'invention, les composants sont raccordés au réseau par leurs faces actives et des plots disposés sur la face du réseau tournée vers les composants et l'embase.
Dans ce cas, le réseau comporte avantageusement des orifices de passage, de l'extérieur vers l'intérieur du système, de moyens de raccordement des plots aux composants. Il peut s'agir d'un raccordement par microsoudage, thermocompression, ultra-sons, laser, refusion de brasure ou collage conducteur.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée du système de l'invention et représentée schématiquement sur la figure unique en annexe.
Sur une embase 1, bonne conductrice de la chaleur, sont directement montés des composants 2, 3, par exemple en matériau semi-conducteur du type silicium ou arséniure de gallium, fixés ici par collage par leur face 4 opposée à leur face active 5 pourvue de plages d'aluminium de connexion électrique. Les composants 2,3 sont interconnectés et connectés à d'autres composants, non représentés, par un réseau ici multicouche 6, par leur face active 5 et des plots 7 disposés sur des pistes conductrices 8 imprimées sur la face 9 du réseau 6 tournée vers les composants 2, 3 et l'embase 1. Les composants 2, 3 se trouvent donc entre l'embase 1 et le réseau d'interconnexion 6. Les plots 7 pourraient aussi être formés de bossages, ménagés sur le matériau semiconducteur.
Le réseau 6 comporte ici des orifices 10 de passage d'un outil d'apport de l'énergie nécessaire au raccordement des plots 7 aux plages d'aluminium des composants 2, 3; il peut s'agir d'un outil de soudage, de fusion, de refusion, par exemple.
Le réseau multicouche 6 est constitué d'une pluralité de circuits imprimés 11, 12, 13 réalisés à partir d'un matériau diélectrique souple, par exemple du type kapton ou teflon.
Outre la bonne évacuation de l'énergie thermique des composants 2, 3 par l'embase 1 et la bonne absorption des contraintes mécaniques, dues aux variations de température, grâce à la souplesse du réseau multicouche 6, le système qui vient d'être décrit présente d'autres caractéristiques remarquables. Toute la surface 5 des composants tournée vers le réseau 6 peut être utilisée pour leur raccordement électrique, et pas seulement des bandes périphériques de cette surface 5. L'épaisseur, la largeur et la longueur des pistes conductrices imprimées du réseau 6, tout comme l'épaisseur des diverses couches diélectriques de ce réseau, peuvent être facilement déterminées pour réaliser une adaptation des impédances de lignes et donc pour fonctionner à fréquence élevée.
Enfin, l'intervalle entre composants peut être quelconque, donc faible, ce qui permet une plus grande densité de ceux-ci.

Claims (5)

Revendications
1. Système de composants électriques (2, 3), d'un réseau (6) d'interconnexion des composants et d'une embase (1), caractérisé par le fait que l'embase (1) a une bonne conductivité thermique et les composants (2, 3) sont montés directement sur l'embase (1), entre celle-ci (1) et le réseau (6).
2. Système selon la revendication 1, dans lequel le réseau d'interconnexion (6) est réalisé à partir d'un matériau souple.
3. Système selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le réseau d'interconnexion (6) est un réseau multicouche.
4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les composants (2, 3) sont raccordés au réseau (6) par leurs faces actives (5) et des plots (7) disposés sur la face (9) du réseau tournée vers 1'embase (1).
5. Système selon la revendication 4, dans lequel des orifices (10) de passage, de l'extérieur vers l'intérieur, de moyens de raccordement des plots (7) aux composants (2, 3) sont ménagés dans le réseau (6).
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