WO1993018549A1 - Procede d'interconnexion en trois dimensions de boitiers de composants electroniques, et dispositif obtenu par ce procede - Google Patents

Procede d'interconnexion en trois dimensions de boitiers de composants electroniques, et dispositif obtenu par ce procede Download PDF

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WO1993018549A1
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Definitions

  • the present invention relates to a method for the interconnection of stacked packages, as well as the device resulting therefrom, each of the packages encapsulating an electronic component such as a semiconductor chip containing for example an integrated circuit, or an electronic circuit or a sensor ; these components will be referred to below without distinction by the terms components or tablets.
  • the object of the present invention is to avoid the above limitations by stacking and interconnecting no longer tablets, but boxes containing the components and using the faces of the stack as interconnection surfaces.
  • the wafers in the package are available on the market at prices lower than those charged for the pellets alone, mainly for reasons of the quantities produced, and their testing is also easier and therefore less expensive.
  • the subject of the invention is an interconnection method as defined by claim 1, as well as a device comprising stacked and interconnected housings as defined by claim 6.
  • FIG. 1 therefore illustrates an embodiment of the method according to the invention.
  • the first step of the method identified 11, consists of stacking boxes, each containing an electronic component, for example a semiconductor chip in which an integrated circuit is produced.
  • the boxes are each further provided with connection pins.
  • Figure ra illustrates an example of such a housing.
  • a housing generally marked 2, for example rectangular; it has connection pins 21 emerging for example on two of its sides, for example the short sides.
  • a cut was made in the housing along its long length; there are the patch 20, generally arranged on an electrically conductive sheet 22, as well as two pins 21 extending inside the housing 2 and connected by conductive wires
  • the sheet 22 and the pins 21 are formed in the same conductive sheet, the parts 21 and 22 being held integral by parts located at the outside a certain perimeter, a subsequent cutting being carried out along this perimeter.
  • the various preceding elements are embedded in a plastic material 24 forming the housing, epoxy resin for example.
  • the box shown can be for example of the TSOP type (for Thin Small Outline Package).
  • FIG. 2b represents another example of a box capable of being used in the device according to the invention.
  • FIG. 2b similar to Figure 2a, there is a housing
  • the housing further comprises a plate 23, made of a material which is a good conductor of heat and forming a heat sink, this plate constituting at least partially the bottom of the housing 2.
  • a heat sink can be produced from the sheet 22.
  • the latter is extended on one of the sides of the housing, preferably on a side without pins.
  • FIG. 3 represents, seen in perspective, the stack 3 of the housings 2 produced during step 11, the housings being for example as shown in FIG. 2a.
  • the faces of the stack which comprise the pins 21 have been identified by 31 and 32, by 33 the upper face of the stack (parallel to the housings 2) and by 34 one of the other lateral faces.
  • the stacked boxes are joined together by coating the assembly with an electrically insulating material, such as a polymerizable resin, epoxy for example.
  • an electrically insulating material such as a polymerizable resin, epoxy for example.
  • the coating material is chosen so that it is thermo-mechanically adapted to the material forming the package, so as to facilitate the thermal dissipation of the pellets by conduction through the package and coating, and to avoid ruptures possibly due to too large differences in the values of the expansion coefficients of the materials.
  • the next step (13, FIG. 1) consists in cutting the stack so that the pins 21 of the different housings are flush with the faces of the stack, as well as, if necessary, the thermal drains.
  • FIG. 4a represents the result of this step 13, in the case of the boxes illustrated in FIG. 2a.
  • Figure 4b is a view similar to that of Figure 4a, but in the case of the housings illustrated in Figure 2b.
  • the stack still referenced 3, is formed of housings 2 which each include a heat sink 23. The latter are flush with the lateral faces of the stack, that is to say the face 34 and the face which is opposite to it, as the pins 21 of the boxes are flush with the faces 31 and 32.
  • FIG. 4c is a variant of the previous figure, where a heat sink 36, for example a finned radiator, has been placed on the face 34 of the stack 3 where the thermal drains are flush 23.
  • a heat sink 36 for example a finned radiator
  • a similar sink can also be used. be arranged on the face of the stack which is opposite to the face 34 and where the drains 23 can also be flush.
  • the fixing of the radiator 36 can for example be carried out by bonding, using an epoxy adhesive for example, either directly on the face of the stack, or after metallization thereof as described below.
  • the next step (14, FIG. 1) consists in depositing one (or more) conductive layer (s), metallic (s) for example, on all of the faces of the stack 3 previously produced.
  • the next step (15, FIG. 1) consists in making connections on the faces of the stack 3, from the previous metal layer, connecting the pins 21 to each other.
  • FIG. 5 is a fractional view of a stack according to the invention, on which examples of connection are illustrated.
  • the stack 3 is shown, the faces 31, 33 and 34 of which are visible. Also shown are the dotted housings 2 and their connection pins 21, flush with the face 31.
  • the stack 3 has on one or more of its faces, for example on the face 33, studs 35, called stacking studs , for its electrical connection to external circuits.
  • the pins 21 are both interconnected with one another and, when necessary, connected to the stacking pads 35 by means of connections C.
  • the figure shows the case where the boxes 2 contain memories; in this case, all of their homologous pins are connected together and to a stacking pad 35 except one, marked 24, for each of the housings.
  • This pin 24, which corresponds to the memory selection input, is connected for each box individually to a separate stacking pad 35.
  • the boxes have more pins such as 24, requiring individualization, the same is done for each.
  • FIGS 6a and 6b illustrate in more detail an embodiment of the connections C.
  • FIG. 6a represents a fractional and enlarged view of a piece A of the stack of FIG. 5, where we see a connection C and a stacking pad 35.
  • FIG. 6b is a sectional view along an axis BB of figure 6a.
  • Each of the connections C is formed by two etchings 51 and
  • the stacking pads 35 can advantageously be produced by the same laser etching technique as shown in FIG. 6a.
  • Another method of making connections C consists first of making grooves in the coating material of the stack 3, at the level where the pins 21 are flush, so as to clear the end of the latter, and operate these grooves according to the drawing used for connections C; these grooves can be produced by laser; then an electrically conductive layer (metal for example) is deposited over the entire stack, faces and grooves; finally, the conductive layer is removed from the flat surfaces of the stack (by polishing or by laser for example), so as to only allow it to remain in the grooves where it makes the desired connections.
  • these grooves can be produced by laser; then an electrically conductive layer (metal for example) is deposited over the entire stack, faces and grooves; finally, the conductive layer is removed from the flat surfaces of the stack (by polishing or by laser for example), so as to only allow it to remain in the grooves where it makes the desired connections.
  • connections C are of course possible, such as photolithography for example.
  • connections C and the stacking pads 35 can be arranged on any faces of the stack or even all of the faces, the choice being made according to the application.
  • this can be made of an electrically insulating material (aluminum nitride, silicon carbide, for example) if it is desired to have the pins 21 and / or form connections C on the faces where the drains 23 are flush.
  • the last step of the process represented in FIG. 1, marked 16, consists of fixing on the stack of connection pins, as illustrated in FIG. 7.
  • a stack 3 is not necessarily provided with connection pins: it can be mounted "flat”, that is to say either by direct welding on its stacking pads, on a printed circuit, the boxes then being arranged parallel or perpendicular to the circuit, or on another stack, either by means of suitable grids.
  • a block is stacked, themselves formed from stacked boxes, to increase the number of boxes processed simultaneously and, consequently, reduce the cost. This variant is shown in Figure 8.
  • the first step, 11, consists as before of stacking the boxes to form a block.
  • the second step, marked 10, consists in stacking a certain number of blocks thus obtained, by adding certain intermediate layers, as illustrated in FIG. 9. By way of example, it is thus possible to stack around twenty blocks.
  • FIG 9 there is shown for example two blocks, 94 and 95, seen in section, each consisting of for example eight housings 2 and comprising for example each a heat sink 23, extending or not extending over the entire length of the housing .
  • a shim 93 intended to subsequently allow the separation of the blocks; it is for this purpose of dimensions greater than those of the housings; it is for example in silicone.
  • two substrates of the printed circuit type have also been placed on either side of each block, marked 91 and 92, making it possible to facilitate the routing of connections.
  • the printed circuits are for example glued (layer 96) on the boxes 2 and made integral with each other by the interlayer 93.
  • circuits 91 and 92 can also be replaced by insulating shims, epoxy for example. All of the blocks are then joined together by an insulating material D, as the boxes were previously (step 12), then cut or grinded (step 13).
  • FIG. 9 represents the two blocks at the end of step 13.
  • the strips are then stacked as described above for the boxes and several stacks can thus be produced collectively.
  • the invention is not limited to the specific examples described above and different variants are possible. This is how the stack of boxes having substantially the same size has been illustrated in the figures, but this is not necessary: when the boxes are of different dimensions, the invention applies subject to putting all the boxes at the sides of the largest, using for each a support of the printed circuit type on which the box is connected, this printed circuit being able to be multilayer, thus facilitating the routing of the connections.

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Abstract

La présente invention a pour objet l'interconnexion de boîtiers empilés, chacun des boîtiers encapsulant par exemple une pastille semi-conductrice contenant un circuit intégré, une mémoire par exemple. A cet effet, des boîtiers munis de broches de connexion (21) sont empilés et rendus solidaires les uns des autres, à l'aide d'un enrobage de résine par exemple. Les broches des boîtiers sont découpées de sorte à venir affleurer les faces (31, 32) de l'empilement (3). La connexion (C) des boîtiers entre eux et de ceux-ci à des plots de connexion (35) de l'empilement est réalisée sur les faces de l'empilement. Les plots de connexion sont, le cas échéant, munis de broches (36) de connexion.

Description

PROCEDE D'INTERCONNEXION EN TROIS
DIMENSIONS DE BOITIERS DE COMPOSANTS
ELECTRONIQUES, ET DISPOSITIF OBTENU
PAR CE PROCEDE
La présente invention a pour objet un procédé pour l'interconnexion de boîtiers empilés, ainsi que le dispositif en résultant, chacun des boîtiers encapsulant un composant électronique tel que pastille semi-conductrice contenant par exemple un circuit intégré, ou un circuit électronique ou un capteur ; ces composants seront désignés ci-après indifféremment par les termes composants ou pastilles.
La réalisation des systèmes électroniques actuels, tant civils que militaires, doit tenir compte d'exigences de plus en plus grandes de compacité, du fait du nombre de plus en plus élevé de circuits mis en oeuvre. En ce sens, il a déjà été proposé de réaliser des empilements de circuits intégrés, comme par exemple décrit dans le brevet américain n° 4.706.166. Selon cette réalisation, les pastilles elles-mêmes sont disposées sur un circuit imprimé, accolées les unes aux autres perpendiculairement au circuit imprimé ; les plots de connexion de chacune des pastilles sont ramenés sur un même côté de la pastille ; ce côté est disposé sur le circuit imprimé et les connexions avec ce dernier y sont réalisées. Toutefois, cet arrangement présente notamment des limitations liées au nombre de plots qu'il est matériellement possible de disposer sur un seul côté d'une pastille semi-conductrice ; en outre, il est onéreux du fait que les pastilles ne sont pas standard (la disposition des plots doit être modifiée) ; enfin, les connexions ainsi réalisées sont peu accessibles et de plus non visibles ; or, dans certaines applications, ceci est une nécessité ; cet inconvénient en limite l'utilisation. La présente invention a pour objet d'éviter les limitations précédentes en empilant et en interconnectant non plus des pastilles, mais des boîtiers contenant les composants et en utilisant les faces de l'empilement comme surfaces d'interconnexion.
De la sorte, d'une part sont évités les inconvénients et limitations précédents et, d'autre part, le prix de revient en est diminué : en effet, notamment lorsqu'il s'agit de pastilles semi-conductrices, les pastilles sous boîtier, en plastique généralement, sont disponibles sur le marché à des prix inférieurs à ceux pratiqués pour les pastilles seules, principalement pour des raisons de quantités fabriquées, et leur test est en outre plus aisé donc moins onéreux.
Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé d'interconnexion tel que défini par la revendication 1, ainsi qu'un dispositif comportant des boîtiers empilés et interconnectés tel que défini par la revendication 6.
D'autres objets, particularités et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante, illustrée par les dessins annexés, qui représentent :
- la figure 1, un mode de réalisation du procédé selon l'invention ;
- les figures 2a et 2b, des exemples de boîtiers susceptibles d'être insérés dans le dispositif selon l'invention ; - la figure 3, une étape de la fabrication du dispositif selon l'invention ;
- les figures 4a à 4c, différentes variantes d'une étape suivante de la fabrication du dispositif selon l'invention ;
- la figure 5, une vue partielle d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention ;
- les figures 6a et 6b, des détails de réalisation de la figure précédente ; - la figure 7, un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention ;
- la figure 8, une variante de réalisation du procédé selon l'invention ;
- la figure 9, une étape de la fabrication selon la figure précédente.
Sur ces différentes figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments. En outre, pour la clarté des dessins, l'échelle réelle n'a pas été respectée.
La figure 1 illustre donc un mode de réalisation du procédé selon l'invention.
La première étape du procédé, repérée 11 , consiste à empiler des boîtiers, chacun contenant un composant électronique, par exemple une pastille semi-conductrice dans laquelle est réalisé un circuit intégré. Les boîtiers sont chacun en outre munis de broches de connexion.
La figure ra illustre un exemple d'un tel boîtier.
Sur cette figure, on a représenté un boîtier, globalement repéré 2, par exemple rectangulaire ; il comporte des broches de connexion 21 émergeant par exemple sur deux de ses côtés, par exemple les petits côtés. Une coupe a été réalisée dans le boîtier selon sa grande longueur ; on y distingue la pastille 20, disposée en général sur une feuille électriquement conductrice 22, ainsi que deux broches 21 se prolongeant à l'intérieur du boîtier 2 et reliées par des fils conducteurs
23 aux plots de connexion (non représentés) de la pastille 20. Dans une variante de réalisation, la feuille 22 et les broches 21 sont formées dans une même feuille conductrice, les parties 21 et 22 étant maintenues solidaires par des parties situées à l'extérieur d'un certain périmètre, une découpe ultérieure étant réalisée selon ce périmètre.
Dans le mode de réalisation représenté, les différents éléments précédents sont noyés dans un matériau plastique 24 formant le boîtier, résine époxy par exemple. Le boîtier représenté peut être par exemple du type TSOP (pour Thin Small Outline Package).
La figure 2b représente un autre exemple d'un boîtier susceptible d'être utilisé dans le dispositif selon l'invention. Sur cette figure, analogue à la figure 2a, on retrouve un boîtier
2 vu en coupe et comportant des broches de connexion 21 , ainsi que la pastille semi-conductrice 20 ; sur la figure 2b, la coupe n'étant pas faite au droit d'une broche 21, la partie de celle-ci qui est intérieure au boîtier 2 n'est pas visible. Dans cette variante, le boîtier comporte en outre une plaque 23, réalisée en un matériau bon conducteur de la chaleur et formant drain thermique, cette plaque constituant au moins en partie le fond du boîtier 2.
Dans une autre variante de réalisation, non représentée, un drain thermique peut être réalisé à partir de la feuille 22. A cet effet, celle-ci se prolonge sur un des côtés du boîtier, de préférence sur un côté ne comportant pas de broches.
La figure 3 représente, vu en perspective, l'empilement 3 des boîtiers 2 réalisé lors de l'étape 11, les boîtiers étant par exemple tels que représentés figure 2a. On a repéré par 31 et 32 les faces de l'empilement qui comportent les broches 21 , par 33 la face supérieure de l'empilement (parallèle aux boîtiers 2) et par 34 l'une des autres faces latérales.
Lors de l'étape suivante (12, figure 1), on procède à la solidarisation des boîtiers empilés par enrobage de l'ensemble par un matériau électriquement isolant, tel qu'une résine polymérisable, époxy par exemple. Dans un mode de réalisation préféré, on choisit le matériau d'enrobage pour qu'il soit thermo-mécaniquement adapté au matériau formant le boîtier, de façon à faciliter la dissipation thermique des pastilles par conduction à travers boîtier et enrobage, et à éviter les ruptures éventuellement dues à des différences trop grandes dans les valeurs des coefficients de dilatation des matériaux. L'étape suivante (13, figure 1) consiste à découper l'empilement de sorte que les broches 21 des différents boîtiers affleurent les faces de l'empilement, ainsi que, le cas échéant, les drains thermiques. La figure 4a représente le résultat de cette étape 13, dans le cas des boîtiers illustrés sur la figure 2a.
Sur cette figure sont visibles les faces 32, 33 et 34 de l'empilement 3 ; on retrouve les broches 21 maintenant affleurant la face 32 ; les boîtiers 2 ont été représentés en pointillés, n'étant plus visibles du fait du matériau d'enrobage.
La figure 4b est une vue analogue à celle de la figure 4a, mais dans le cas des boîtiers illustrés sur la figure 2b. L'empilement, toujours référencé 3, est formé des boîtiers 2 qui comportent chacun un drain thermique 23. Ces derniers affleurent les faces latérales de l'empilement, c'est-à-dire la face 34 et la face qui lui est opposée, comme les broches 21 des boîtiers affleurent les faces 31 et 32.
La figure 4c est une variante de la figure précédente, où on a disposé un dissipateur thermique 36, par exemple un radiateur à ailettes, sur la face 34 de l'empilement 3 où affleurent les drains thermiques 23. Un dissipateur du même genre peut également être disposé sur la face de l'empilement qui est opposée à la face 34 et où les drains 23 peuvent également affleurer.
La fixation du radiateur 36 peut par exemple s'effectuer par collage, à l'aide d'une colle époxy par exemple, soit directement sur la face de l'empilement, soit après metallisation de celle-ci comme décrit ci-après.
L'étape suivante (14, figure 1) consiste à déposer une (ou plusieurs) couche(s) conductrice(s), métallique(s) par exemple, sur l'ensemble des faces de l'empilement 3 précédemment réalisé. L'étape suivante (15, figure 1) consiste à réaliser sur les faces de l'empilement 3, à partir de la couche métallique précédente, des connexions reliant les broches 21 entre elles.
La figure 5 est une vue fractionnaire d'un empilement selon l'invention, sur laquelle sont illustrés des exemples de connexion.
Sur cette figure, on a représenté l'empilement 3 dont les faces 31 , 33 et 34 sont visibles. On a représenté également les boîtiers 2 en pointillés et leurs broches de connexion 21, affleurant la face 31. L'empilement 3 comporte sur une ou plusieurs de ses faces, par exemple sur la face 33, des plots 35, dits plots d'empilement, pour sa liaison électrique à des circuits extérieurs. Les broches 21 sont à la fois interconnectées entre elles et, quand nécessaire, reliées aux plots d'empilement 35 à l'aide de connexions C.
A titre d'exemple, on a représenté sur la figure le cas où les boîtiers 2 contiennent des mémoires ; dans ce cas, l'ensemble de leurs broches homologues sont reliées entre elles et à un plot d'empilement 35 sauf une, repérée 24, pour chacun des boîtiers. Cette broche 24, qui correspond à l'entrée de sélection de la mémoire, est reliée pour chaque boîtier individuellement à un plot d'empilement 35 distinct. Bien entendu, si les boîtiers comportent davantage de broches telles que 24, nécessitant une individualisation, on procède de même pour chacune.
Les figures 6a et 6b illustrent plus en détail un mode de réalisation des connexions C.
La figure 6a représente une vue fractionnaire et agrandie d'un morceau A de l'empilement de la figure 5, où l'on voit une connexion C et un plot d'empilement 35. La figure 6b est une vue en coupe selon un axe BB de la figure 6a.
Chacune des connexions C est formée par deux gravures 51 et
52, réalisées à l'aide d'un laser qui détruit localement la couche conductrice, repérée M, et fait apparaître le matériau isolant de solidarisation de l'empilement, repéré D ; ce matériau D a été représenté en pointillés sur la figure 6a pour la clarté du schéma. De la sorte, on réalise l'isolation électrique de la connexion C du reste de la couche M. Les plots d'empilement 35 peuvent être avantageusement réalisés par la même technique de gravure laser comme représenté sur la figure 6a. Une autre méthode de réalisation des connexions C consiste à réaliser d'abord des rainures dans le matériau d'enrobage de l'empilement 3, au niveau où les broches 21 affleurent, de sorte à dégager l'extrémité de ces dernières, et opérer ces rainures selon le dessin retenu pour les connexions C ; ces rainures peuvent être réalisées par laser ; puis on dépose une couche électriquement conductrice (métal par exemple) sur l'ensemble de l'empilement, faces et rainures ; enfin, on enlève la couche conductrice des surfaces planes de l'empilement (par polissage ou par laser par exemple), de sorte à ne la laisser subsister que dans les rainures où elle réalise les connexions recherchées.
D'autres méthodes de réalisation des connexions C sont bien entendu possibles, comme la photolithogravure par exemple.
Il est à noter que les connexions C et les plots d'empilement 35 peuvent être disposés sur des faces quelconques de l'empilement ou même la totalité des faces, le choix se faisant en fonction de l'application. Dans le cas où les boîtiers 2 comportent un drain thermique 23 comme représenté par exemple sur la figure 2b, celui-ci peut être réalisé en un matériau électriquement isolant (nitrure d'aluminium, carbure de silicium, par exemple) si on souhaite disposer des broches 21 et/ou former des connexions C sur les faces où affleurent les drains 23.
La dernière étape du procédé représenté figure 1, repérée 16, consiste en la fixation sur l'empilement de broches de connexion, comme illustré sur la figure 7.
Sur cette figure, on retrouve l'empilement 3 dont les faces 32, 33 et 34 sont visibles, ainsi que les broches 21 des boîtiers, affleurant la face 32. A titre d'exemple, on a représenté certaines des connexions C reliant des broches 21 aux plots d'empilement ; toutefois, ceux-ci ne sont pas ici visibles parce que recouverts par l'extrémité de broches 36 de deux grilles 37 par exemple, les broches 36 étant destinées à former les broches de connexion de l'empilement, après découpe selon un plan XY, ainsi qu'il est connu dans le domaine de l'encapsulation des composants.
Cette dernière étape est optionnelle. En effet, un empilement 3 n'est pas nécessairement muni de broches de connexion : il peut être monté "à plat", c'est-à-dire soit par soudure directe sur ses plots d'empilement, sur un circuit imprimé, les boîtiers étant alors disposés parallèlement ou perpendiculairement au circuit, ou sur un autre empilement, soit par l'intermédiaire de grilles adaptées.
Dans une variante de réalisation, on procède à un empilement de blocs, eux-mêmes formés de boîtiers empilés, pour augmenter le nombre de boîtiers traités simultanément et, par suite, diminuer le coût. Cette variante est représentée figure 8.
La première étape, 11, consiste comme précédemment à empiler les boîtiers pour former un bloc. La deuxième étape, repérée 10, consiste à empiler un certain nombre de blocs ainsi obtenus, en ajoutant certaines couches intercalaires, comme illustré sur la figure 9. A titre d'exemple, on peut empiler ainsi une vingtaine de blocs.
Sur la figure 9, on a représenté par exemple deux blocs, 94 et 95, vus en coupe, constitués chacun de par exemple huit boîtiers 2 et comportant par exemple chacun un drain thermique 23, s'étendant ou non sur toute la longueur du boîtier. Entre les deux blocs 94 et 95, on dispose une cale 93 destinée à permettre ultérieurement la séparation des blocs ; elle est à cet effet de dimensions supérieures à celles des boîtiers ; elle est par exemple en siiicone. Dans la variante représentée, on a en outre disposé deux substrats du type circuit imprimé de part et d'autre de chaque bloc, repérés 91 et 92, permettant de faciliter le routage des connexions. Les circuits imprimés sont par exemple collés (couche 96) sur les boîtiers 2 et rendus solidaires entre eux par l'intercalaire 93. Les circuits 91 et 92 peuvent également être remplacés par des cales isolantes, époxy par exemple. L'ensemble des blocs est ensuite solidarisé par un matériau isolant D, comme l'étaient précédemment les boîtiers (étape 12), puis découpé ou meule (étape 13). La figure 9 représente les deux blocs à l'issue de l'étape 13.
Les étapes 14 et 15 précédentes sont réalisées sur l'empilage des blocs puis, dans une étape 17, les blocs sont séparés. On a ainsi réalisé un certain nombre d'opérations collectivement, sur un grand nombre de blocs, notamment la réalisation de la connectique sur les faces latérales des blocs. On peut bien entendu procéder ensuite à une opération de fixation de broches de connexion. II a été ainsi décrit un dispositif d'interconnexion en trois dimensions de boîtiers contenant des composants électroniques qui présente de nombreux avantages :
- permettre une densité de composants élevée : en effet, les boîtiers sont ici empilés et, ce, sans espacement entre les boîtiers ; - être utilisable avec des boîtiers présentant des broches de connexion sur un nombre quelconque de côtés : en effet, l'invention ne nécessite pas qu'une ou deux des faces latérales soient libres de broches :
- être applicable à l'empilement d'un nombre quelconque de boîtiers ;
- permettre à la fois une bonne adaptation et une bonne dissipation thermiques ;
- présenter un coût de production bas, notamment parce qu'il se prête à l'utilisation des boîtiers à leur sortie du moule, lorsqu'ils sont encore reliés en barrettes : les barrettes sont alors empilées comme décrit ci-dessus pour les boîtiers et plusieurs empilements peuvent être ainsi réalisés collectivement. L'invention n'est pas limitée aux exemples particuliers décrits ci- dessus et différentes variantes sont possibles. C'est ainsi qu'on a illustré sur les figures l'empilement de boîtiers ayant sensiblement la même taille mais ceci n'est pas nécessaire : lorsque les boîtiers sont de dimensions différentes, l'invention s'applique sous réserve de mettre tous les boîtiers aux cotes du plus grand, à l'aide pour chacun d'un support du type circuit imprimé sur lequel le boîtier est connecté, ce circuit imprimé pouvant être multicouche, facilitant ainsi le routage des connections.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'interconnexion en trois dimensions de boîtiers contenant au moins un composant électronique et munis de broches de connexion, caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes suivantes :
- empilement (11 ) des boîtiers ;
- solidarisation (12) des boîtiers empilés à l'aide d'un matériau électriquement isolant ;
- découpe (13) des broches des boîtiers, de sorte qu'elles affleurent les faces de l'empilement ;
- formation (15) de connexions électriques entre les broches sur les faces de l'empilement.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que le matériau isolant est une résine polymérisable.
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'étape (15) de formation de connexions électriques se décompose en deux sous-étapes : - la première sous-étape consistant en un dépôt d'une couche conductrice sur l'ensemble des faces de l'empilement ;
- la deuxième sous-étape consistant en une gravure de la couche conductrice pour former des connexions électriques reliant les conducteurs entre eux.
4. Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que les réalisations de gravures ou de rainures sont faites à l'aide d'un laser.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'étape de formation des connexions se décompose en sous-étapes : - réalisation de rainures dans l'empilement au niveau où les broches affleurent et selon le dessin souhaité pour les connexions ;
- dépôt d'une couche conductrice sur l'ensemble de l'empilement rainure ; - suppression de la couche conductrice sur les surfaces planes de l'empilement, ne la laissant subsister que dans les rainures où elle forme les connexions.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que, lors de l'étape de formation de connexions électriques, sont formés en outre des plots dits d'empilement, destinés à la connexion de l'empilement avec des circuits extérieurs, et que les connexions électriques relient entre eux au moins certaines des broches et les plots d'empilement.
7. Dispositif comportant des boîtiers (2) empilés et interconnectés, contenant au moins un composant électronique (20) et munis de broches de connexion (21), caractérisé par le fait qu'il comporte un matériau isolant (D) enrobant et solidarisant les boîtiers empilés, que les broches des boîtiers affleurent les faces de l'empilement et que des connexions (C) entre les broches sont portées par les faces de l'empilement.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'empilement comporte en outre des plots d'empilement (35) formés sur une ou plusieurs de ses faces, ces plots d'empilement étant destinés à la connexion de l'empilement (3) avec des circuits extérieurs, et que les connexions (C) assurent en outre la liaison d'au moins certaines des broches avec les plots d'empilement.
9. Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre, au niveau de chaque boîtier (2), une plaque (23) formant drain thermique et affleurant les faces de l'empilement.
10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé par le fait que chacun des boîtiers est formé par un matériau isolant
(24) dans lequel composant (20) et broches (21 ) sont noyées.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le matériau (24) formant le boîtier et le matériau (D) d'enrobage réalisent une adaptation thermo-mécanique.
12. Dispositif selon l'une des revendications 10 ou 11 , caractérisé par le fait que le matériau (24) formant le boîtier et/ou le matériau d'enrobage sont une résine époxy.
PCT/FR1993/000239 1992-03-13 1993-03-10 Procede d'interconnexion en trois dimensions de boitiers de composants electroniques, et dispositif obtenu par ce procede WO1993018549A1 (fr)

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