CA2416502A1 - Procede de fabrication de circuit integre de type montable en surface et circuit issu du procede - Google Patents
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- H01R43/0249—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections for simultaneous welding or soldering of a plurality of wires to contact elements
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un circuit intégré (40) de type montable en surface comprenant d'abord la fabrication d'un boîtier ayan t une face arrière et un réseau de broches de connexion s'étendant sous cette face arrière perpendiculairement à celle-ci, et l'on forme ensuite à l'extrémité de chaque broche une bille (44) d'alliage à bas point de fusion entourant cette extrémité et soudée à celle-ci. L'invention concerne aussi u n circuit intégré (40) de type montable en surface, comportant un boîtier ayan t une face arrière et un réseau de broches de connexion, de section sensibleme nt constante le long de la broche (42), s'étendant sous la face arrière perpendiculairement à celle-ci. Une bille d'alliage (44) à bas point de fusi on est soudée à l'extrémité de chaque broche (42) en entourant cette extrémité. Applications: circuits intégrés pour montage en surface.
Description
PROCEDE DE FABRICATION DE CIRCUIT INTECRE
DE TYPE MONTABLE EN SURFACE ET CIRCUIT ISSU bU PROCEDE
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un circuit intégré
pour montage en surface des cartes électroniques. Plus précisément l'invention concerne la réalisation des connexions électriques du boîtier avec le circuit imprimé de la carte électronique.
La complexité croissante des circuits électroniques intégrés, ainsi o que l'augmentation du nombre de semi-conducteurs pouvant être intégrés dans une même puce, conduisent à une augmentation du nombre et de la densité de connexions de sorties des circuits intégrés. Les technologies de connexion en surtace des circuits intégrés n'ont cessé d'évoluer dans ce sens.
~ 5 Certains boîtiers des circuits intégrés de L'état de l'art comportent des rangées de pattes disposées selon un pas régulier, perpendiculairement aux bords du circuit intégré, l'extrémité de chacune des pattes étant pliée à
90° par rapport à une face arrière du circuit intégré. Cette face arriêre faisant face à une face de montage de la carte électronique sur laquelle le circuit 2o intégré sera soudé. Le pliage des pattes à 90° permet leur soudure sur la face de montage de la carte. Ce type de connectique appelée couramment par la dénomination anglaise de « Dual in line » ou DIL comporte l'inconvénient d'être encombrante et ne permet que des réalisations des boîtiers avec un nombre de sorties limité.
25 Les connexians utilisant un réseau de broches ou technologies de connexion connues sous dénomination anglaise de « Pin Grid Array » ou PGA, sont utilisées depuis longtemps dans la micro-électronique. La face arrière du boîtier du circuit intégré réalisé dans cette technologie PGA est équipée du réseau de broches situëes sous cette face arrière et 3o perpendiculaires à cette face. Dans cette technologie de connexion, les broches doivent être insérées dans la carte électronique d'où une perte importante de place.
Dans la technologie de circuits intégrés pour montage en surface (CMS), des pattes en forme de « J N ou « J-Lead ~ repliées sur les bords du 35 boîtier du circuit intégrë sont soudées sur le circuit imprimé.
DE TYPE MONTABLE EN SURFACE ET CIRCUIT ISSU bU PROCEDE
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un circuit intégré
pour montage en surface des cartes électroniques. Plus précisément l'invention concerne la réalisation des connexions électriques du boîtier avec le circuit imprimé de la carte électronique.
La complexité croissante des circuits électroniques intégrés, ainsi o que l'augmentation du nombre de semi-conducteurs pouvant être intégrés dans une même puce, conduisent à une augmentation du nombre et de la densité de connexions de sorties des circuits intégrés. Les technologies de connexion en surtace des circuits intégrés n'ont cessé d'évoluer dans ce sens.
~ 5 Certains boîtiers des circuits intégrés de L'état de l'art comportent des rangées de pattes disposées selon un pas régulier, perpendiculairement aux bords du circuit intégré, l'extrémité de chacune des pattes étant pliée à
90° par rapport à une face arrière du circuit intégré. Cette face arriêre faisant face à une face de montage de la carte électronique sur laquelle le circuit 2o intégré sera soudé. Le pliage des pattes à 90° permet leur soudure sur la face de montage de la carte. Ce type de connectique appelée couramment par la dénomination anglaise de « Dual in line » ou DIL comporte l'inconvénient d'être encombrante et ne permet que des réalisations des boîtiers avec un nombre de sorties limité.
25 Les connexians utilisant un réseau de broches ou technologies de connexion connues sous dénomination anglaise de « Pin Grid Array » ou PGA, sont utilisées depuis longtemps dans la micro-électronique. La face arrière du boîtier du circuit intégré réalisé dans cette technologie PGA est équipée du réseau de broches situëes sous cette face arrière et 3o perpendiculaires à cette face. Dans cette technologie de connexion, les broches doivent être insérées dans la carte électronique d'où une perte importante de place.
Dans la technologie de circuits intégrés pour montage en surface (CMS), des pattes en forme de « J N ou « J-Lead ~ repliées sur les bords du 35 boîtier du circuit intégrë sont soudées sur le circuit imprimé.
2 Dans les dernières générations des boîtiers des circuits intégrés, la connexion entre le circuit intégré et le circuit imprimé est réalisée par une matrice de billes en alliage plomb/étain. Cette technologie, connue sous la dénomination anglaise de « Ball Grid Array » ou BGA, permet une connectique très dense et plus courte verticalement, raccourcissant ainsi la longueur des connexions entre ie circuit intégré et la carte électronique. Un des avantages de cette technologie est son meilleur comportement en fréquence.
A l'origine, la technologie BGA s'est développée pour obtenir un o nombre important de broches de sortie sur les boîtiers avec un faible encombrement, mais de nos jours cette technologie est utilisée même pour des petites puces à faïble nombre de sorties (par exemple, mémoires de 40 broches).
La figure 1 représente une vue partielle en coupe d'un boîtier en ~ 5 céramique 10 d'un circuit intégré comportant une puce 12 reportée sur le boîtier. La figure 1 montre le détail d'une des connexions de sortie du boîtier utilisant une connectique de type matrice à billes ou BGA .
Dans cet exemple de la figure 1, la puce 12 est retournée de façon à présenter ses accès ëlectriques situés sur sa face active, face au substrat 2o d'interconnexion du boîtier 10, afin d'être soudée directement sur le substrat du boîtier. Dans d'autres réalisations, la puce (non retournée) peut être soudée sur le boïtier par des connexions filaires.
La puce 12 est connectée par des soudures 14 à une connectique interne 16 du boîtier 10. La connectique interne 16 est reliée à l'extérieur du 25 boîtier, par l'intermédiaire des plages métalliques 18 situées du côté
d'une face arrière 19 du boîtier 10. Des billes 20 en alliage plomb/étain, destinées à
être soudées sur le circuit imprimé (non représenté sur la figure) sont soudées sur les plages métalliques 18.
Ce type de connectique BGA de la figure 1 présente des 3o inconvénients importants. En effet lorsque les substrats du boîtier et celui de la carte sur laquelle est reporté le boîtier ont des coefficients de dilatation différents, par exemple boîtier en céramique et carte en résine époxy, la dilatation différentielle entre ces deux substrats, lors des variations de température, provoque des cassures des billes 20 de soudure. La hauteur
A l'origine, la technologie BGA s'est développée pour obtenir un o nombre important de broches de sortie sur les boîtiers avec un faible encombrement, mais de nos jours cette technologie est utilisée même pour des petites puces à faïble nombre de sorties (par exemple, mémoires de 40 broches).
La figure 1 représente une vue partielle en coupe d'un boîtier en ~ 5 céramique 10 d'un circuit intégré comportant une puce 12 reportée sur le boîtier. La figure 1 montre le détail d'une des connexions de sortie du boîtier utilisant une connectique de type matrice à billes ou BGA .
Dans cet exemple de la figure 1, la puce 12 est retournée de façon à présenter ses accès ëlectriques situés sur sa face active, face au substrat 2o d'interconnexion du boîtier 10, afin d'être soudée directement sur le substrat du boîtier. Dans d'autres réalisations, la puce (non retournée) peut être soudée sur le boïtier par des connexions filaires.
La puce 12 est connectée par des soudures 14 à une connectique interne 16 du boîtier 10. La connectique interne 16 est reliée à l'extérieur du 25 boîtier, par l'intermédiaire des plages métalliques 18 situées du côté
d'une face arrière 19 du boîtier 10. Des billes 20 en alliage plomb/étain, destinées à
être soudées sur le circuit imprimé (non représenté sur la figure) sont soudées sur les plages métalliques 18.
Ce type de connectique BGA de la figure 1 présente des 3o inconvénients importants. En effet lorsque les substrats du boîtier et celui de la carte sur laquelle est reporté le boîtier ont des coefficients de dilatation différents, par exemple boîtier en céramique et carte en résine époxy, la dilatation différentielle entre ces deux substrats, lors des variations de température, provoque des cassures des billes 20 de soudure. La hauteur
3 des billes en alliage plomb/étain ne suffit pas à pallier ce problème et les soudures cassent relativement rapidement suivant les cycles thermiques.
Les cassures des billes de soudure peuvent se produire d'une part, au moment de la soudure du boîtier sur la carte électronique par le choc thermique qui se produit lors de la fusion de la bille 20 puis son refroidissement relativement rapide, et d'autre part en cours de fonctionnement du circuit intégré lors des variations de la température ambiante. Cette variation de la température ambiante pouvant être très importante et rapide (-55°C à +150°C) dans le cas des applications militaires.
o Un autre inconvénient de cette technologie de connexion de type matrice de billes ou BGA est que le boîtier est difficilement récupérable pour remplacer un composant coûteux en cas de panne.
Les fabricants de boîtiers proposent des solutions pour éviter les cassures des billes de soudure des boîtiers soudés sur une carte.
La figure 2 montre une solution consistant à utiliser un interposeur 22 constitué essentiellement d'une plaque en céramique 24 comportant des trous 26. Les trous 26 sont disposés selon la même distribution que celle des plages métalliques 18 des connexions du boîtier.
Avant montage de l'interposeur 22 sur le boîtier, une bille de forme 2o allongée 28 de soudure est réalisée dans chacun des trous 26, les billes 28 dépassant de part et d'autre de la plaque de céramique 24.
La plaque de céramique comportant les billes allongées 28 est disposée du côté d'une de ses faces, sous la face arrière 19 du boîtier 10.
Les extrémités des billes, dépassant des trous d'un même côté de la plaque en céramique, sont soudées sur les plages métalliques 18 respectives des connexions du boîtier.
Les autres extrémités des billes, dépassant de l'autre côté de la plaque de céramique, destinées à être soudées sur une carte électronique, sont de hauteur plus grande que les extrémités des billes soudées sur le so boîtier. Les contraintes thermiques s'exerçant sur les billes du boîtier équipé
de l'interposeur une fois soudées sur la carte, se trouvent ainsi réparties sur la périphérie de la bille.
Dans le cas où l'on souhaite obtenir une hauteur de billes plus importante sous forme de colonne, afin de supporter des contraintes thermiques plus importantes, il est nécessaire d'utiliser un moule adapté.
Les cassures des billes de soudure peuvent se produire d'une part, au moment de la soudure du boîtier sur la carte électronique par le choc thermique qui se produit lors de la fusion de la bille 20 puis son refroidissement relativement rapide, et d'autre part en cours de fonctionnement du circuit intégré lors des variations de la température ambiante. Cette variation de la température ambiante pouvant être très importante et rapide (-55°C à +150°C) dans le cas des applications militaires.
o Un autre inconvénient de cette technologie de connexion de type matrice de billes ou BGA est que le boîtier est difficilement récupérable pour remplacer un composant coûteux en cas de panne.
Les fabricants de boîtiers proposent des solutions pour éviter les cassures des billes de soudure des boîtiers soudés sur une carte.
La figure 2 montre une solution consistant à utiliser un interposeur 22 constitué essentiellement d'une plaque en céramique 24 comportant des trous 26. Les trous 26 sont disposés selon la même distribution que celle des plages métalliques 18 des connexions du boîtier.
Avant montage de l'interposeur 22 sur le boîtier, une bille de forme 2o allongée 28 de soudure est réalisée dans chacun des trous 26, les billes 28 dépassant de part et d'autre de la plaque de céramique 24.
La plaque de céramique comportant les billes allongées 28 est disposée du côté d'une de ses faces, sous la face arrière 19 du boîtier 10.
Les extrémités des billes, dépassant des trous d'un même côté de la plaque en céramique, sont soudées sur les plages métalliques 18 respectives des connexions du boîtier.
Les autres extrémités des billes, dépassant de l'autre côté de la plaque de céramique, destinées à être soudées sur une carte électronique, sont de hauteur plus grande que les extrémités des billes soudées sur le so boîtier. Les contraintes thermiques s'exerçant sur les billes du boîtier équipé
de l'interposeur une fois soudées sur la carte, se trouvent ainsi réparties sur la périphérie de la bille.
Dans le cas où l'on souhaite obtenir une hauteur de billes plus importante sous forme de colonne, afin de supporter des contraintes thermiques plus importantes, il est nécessaire d'utiliser un moule adapté.
4 Une autre solution pour éviter la cassure des billes de soudure, est représentée par la figure 3.
Un boîtier 30 est creusé de cavités 32 semi-sphériques au niveau des points de connexions du boîtier. Dans chacune des cavités 32 recouvertes d'une couche de métal 34, est insérée une bille sphérique 36 de soudure. Dans ce type de connexion avec cavité, les contraintes thermiques sont réparties sur une plus grande surface sans utiliser un interposeur nécessitant un moule pour sa réalisation.
Dans le cas des boîtiers en céramique, les billes utilisées pour la o soudure sont réalïsées habituellement dans un alliage comportant 93% de plomb et 7% d'étain ne présentant pas une bonne mouillabilité. Dans le cas des boîtiers en plastique, l'alliage comporte 63% de plomb et 37%. d'étain.
On ne pourrait pas utiliser un alliage comportant 63% de plomb et 37°~
d'étain dans le cas des boîtiers en céramique car cela conduirait à un ~ 5 écrasement trop important des billes lors de la soudure du boîtier sur la carte.
Les solutions actuelles au problème de cassure des soudures ne sont pas satisfaisantes en terme de coût et de performances. En particulier l'interposeur est une solution coûteuse. L'utilisation des colonnes limite le 2o problème de cassure des billes mais cette solution, dans des applications militaires, reste néanmoins techniquement insuffisante.
Afin de pallier les problèmes de connexion des boîtiers des circuits intégrés de l'art antérieur, l'invention propose un procédé de fabrication d'un circuit intégré de type montable en surface, comprenant d'abord la fabrication 25 d'un boîtier ayant une face arrière et un réseau de broches de connexion, le réseau s'étendant sous cette face arrière perpendiculairement à celle-ci, et ensuite la formation à l'extrémité de chaque broche d'une bille d'alliage à
bas point de fusion entourant cette extrémité et soudëe à celle-ci, caractérisé en ce que pour former la bille à l'extrémité de chaque broche 30 - on remplit d'une crème à souder, formée à partir du matériau de l'alliage, une plaque à alvéoles dont les alvéoles utiles se trouvent réparties avec la même distribution que les broches du boîtier du circuit intégré ;
- on insère les broches du réseau de broches du circuit intégré
dans les alvéoles comportant la créme à souder, le circuit intégré étant au 35 dessus de la plaque à alvéoles ;
- on chauffe la plaque à alvéoles jusqu'à la fusion de l'alliage ;
- on refroidit très rapidement la plaque à alvéoles afrn de ne pas laisser le temps à l'alliage liquide de remonter le long des broches - on retourne alors le circuit intégré et ia plaque d'alvéoles
Un boîtier 30 est creusé de cavités 32 semi-sphériques au niveau des points de connexions du boîtier. Dans chacune des cavités 32 recouvertes d'une couche de métal 34, est insérée une bille sphérique 36 de soudure. Dans ce type de connexion avec cavité, les contraintes thermiques sont réparties sur une plus grande surface sans utiliser un interposeur nécessitant un moule pour sa réalisation.
Dans le cas des boîtiers en céramique, les billes utilisées pour la o soudure sont réalïsées habituellement dans un alliage comportant 93% de plomb et 7% d'étain ne présentant pas une bonne mouillabilité. Dans le cas des boîtiers en plastique, l'alliage comporte 63% de plomb et 37%. d'étain.
On ne pourrait pas utiliser un alliage comportant 63% de plomb et 37°~
d'étain dans le cas des boîtiers en céramique car cela conduirait à un ~ 5 écrasement trop important des billes lors de la soudure du boîtier sur la carte.
Les solutions actuelles au problème de cassure des soudures ne sont pas satisfaisantes en terme de coût et de performances. En particulier l'interposeur est une solution coûteuse. L'utilisation des colonnes limite le 2o problème de cassure des billes mais cette solution, dans des applications militaires, reste néanmoins techniquement insuffisante.
Afin de pallier les problèmes de connexion des boîtiers des circuits intégrés de l'art antérieur, l'invention propose un procédé de fabrication d'un circuit intégré de type montable en surface, comprenant d'abord la fabrication 25 d'un boîtier ayant une face arrière et un réseau de broches de connexion, le réseau s'étendant sous cette face arrière perpendiculairement à celle-ci, et ensuite la formation à l'extrémité de chaque broche d'une bille d'alliage à
bas point de fusion entourant cette extrémité et soudëe à celle-ci, caractérisé en ce que pour former la bille à l'extrémité de chaque broche 30 - on remplit d'une crème à souder, formée à partir du matériau de l'alliage, une plaque à alvéoles dont les alvéoles utiles se trouvent réparties avec la même distribution que les broches du boîtier du circuit intégré ;
- on insère les broches du réseau de broches du circuit intégré
dans les alvéoles comportant la créme à souder, le circuit intégré étant au 35 dessus de la plaque à alvéoles ;
- on chauffe la plaque à alvéoles jusqu'à la fusion de l'alliage ;
- on refroidit très rapidement la plaque à alvéoles afrn de ne pas laisser le temps à l'alliage liquide de remonter le long des broches - on retourne alors le circuit intégré et ia plaque d'alvéoles
5 solidaire du circuit par l'alliage solidifié dans les alvéoles de façon à
mettre la plaque à alvéoles au-dessus du circuit intégré, le circuit intégré étant suspendu à la plaque à alvéoles par ses broches prises dans l'alliage solidifié dans les alvéoles - on chauffe la plaque. à alvéoles jusqu'à la fusion de la soudure ~ o dans les alvéoles produisant la séparation par gravité du circuit intégré
de la plaque à alvéoles et la formation des billes de soudure aux extrémitës des broches, l'alliage ayant suffisamment mouillé les broches pour rester accroché sur les broches et se solidifiant rapidement sous la forme de billes, dès la séparation du circuit intégré de la plaque à alvéoles, l'alliage n'ayant t 5 pas le temps de s'étaler le long des broches.
L'invention propose aussi un circuit intégré de type montable en surtace issu du procédé de fabrication selon l'invention, comportant un boîtier ayant une face arrière et un réseau de broches de connexion s'étendant sous la face arrière perpendiculairement à celle-ci, caractérisé en 2o ce que l'extrémité de chaque broche comporte une bille d'alliage à bas point de fusion soudée à l'extrémité de chaque broche en entourant cette extrémité.
Dans certaines réalisations du cïrcuit ïntégré selon l'invention, la longueur d'extrémité de broche entourée par la bille est sensiblerrient égale 25 au diamètre de la bille. ll en découle des réalisations particulières telles que dans une première réalisation, la longueur d'extrémité de broche entourée par la bille est égale à la longueur de broche dépassant de la face arrière du boîtier et dans une deuxième réalisation particulière, la longueur de broche dépassant de la face arrière du boîtier est supérieure au diamètre de la bille.
3o Dans d'autres réalisations du circuit intégré selon l'invention, la longueur d'extrémité de broche entourée par la bille est inférieure au diamètre de la bille.
L'invention est applicable à des circuits intégrés réalisés avec des boîtiers soit en céramique, soit en plastique.
mettre la plaque à alvéoles au-dessus du circuit intégré, le circuit intégré étant suspendu à la plaque à alvéoles par ses broches prises dans l'alliage solidifié dans les alvéoles - on chauffe la plaque. à alvéoles jusqu'à la fusion de la soudure ~ o dans les alvéoles produisant la séparation par gravité du circuit intégré
de la plaque à alvéoles et la formation des billes de soudure aux extrémitës des broches, l'alliage ayant suffisamment mouillé les broches pour rester accroché sur les broches et se solidifiant rapidement sous la forme de billes, dès la séparation du circuit intégré de la plaque à alvéoles, l'alliage n'ayant t 5 pas le temps de s'étaler le long des broches.
L'invention propose aussi un circuit intégré de type montable en surtace issu du procédé de fabrication selon l'invention, comportant un boîtier ayant une face arrière et un réseau de broches de connexion s'étendant sous la face arrière perpendiculairement à celle-ci, caractérisé en 2o ce que l'extrémité de chaque broche comporte une bille d'alliage à bas point de fusion soudée à l'extrémité de chaque broche en entourant cette extrémité.
Dans certaines réalisations du cïrcuit ïntégré selon l'invention, la longueur d'extrémité de broche entourée par la bille est sensiblerrient égale 25 au diamètre de la bille. ll en découle des réalisations particulières telles que dans une première réalisation, la longueur d'extrémité de broche entourée par la bille est égale à la longueur de broche dépassant de la face arrière du boîtier et dans une deuxième réalisation particulière, la longueur de broche dépassant de la face arrière du boîtier est supérieure au diamètre de la bille.
3o Dans d'autres réalisations du circuit intégré selon l'invention, la longueur d'extrémité de broche entourée par la bille est inférieure au diamètre de la bille.
L'invention est applicable à des circuits intégrés réalisés avec des boîtiers soit en céramique, soit en plastique.
6 Le procédé de fabrication selon l'invention est particulièrement bien adapté aux circuits intégrés comportant des broches de section sensiblement constante le long de la broche et notamment lorsque les broches sont lisses, ce qui est généralement le cas.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui en est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1, déjà décrite, représente une vue partielle en coupe d'un boîtier en céramique de l'art antérieur ;
o - la figure 2, déjà décrite, montre une vue en coupe du boîtier de la figure 1 utilisant un interposeur ;
- la figure 3, déjà décrite, montre une vue en coupe d'un boîtier de l'art antérieur comportant des billes de soudure disposées dans des cavités du boîtier ;
~ 5 - la figure 4, représente un circuit intégré selon l'invention comportant des broches avec des billes de soudure.
- les figures 5a, 5b, 5c et 5d représentent des vues détaillées de différentes réalisations de broches du circuit intégré selon l'invention.
- la figure 6, montre une vue de détail d'une broche du circuit 2o intégré de la figure 4 soudée sur une carte électronique.
- les figures 7, 8, 9 et 10 montrent différentes étapes de fabrication du circuit intégré selon l'invention.
La figure 4 montre un circuit intégré 40 selon l'invention comportant des broches de connexion 42 lisses de section sensiblement 25 constante le long de la broche, chacune des broches ayant à son extrémité
une bille 44 de soudure entourant cette extrémité. Les broches sont réalisées en ferronickel nickelé, puis doré dans le cas des boîtiers céramiques et en Kovar pour les boîtiers plastique.
Le circuit intégré 40 peut être réalisé selon différentes 3o configurations de longueur de broches et de positionnement des billes aux extrémités des broches. Les frgures 5a à 5d montrent le détail d'une des broches du circuit intégré selon différentes configurations.
La figure 5a montre le détail d'une des broches d'une réalisation du circuit intégré 40 équipé de broches de longueur Lb plus grande que le 35 diamètre de la bille 44 soudée à son extrémité. Si l'on considère la partie de
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui en est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1, déjà décrite, représente une vue partielle en coupe d'un boîtier en céramique de l'art antérieur ;
o - la figure 2, déjà décrite, montre une vue en coupe du boîtier de la figure 1 utilisant un interposeur ;
- la figure 3, déjà décrite, montre une vue en coupe d'un boîtier de l'art antérieur comportant des billes de soudure disposées dans des cavités du boîtier ;
~ 5 - la figure 4, représente un circuit intégré selon l'invention comportant des broches avec des billes de soudure.
- les figures 5a, 5b, 5c et 5d représentent des vues détaillées de différentes réalisations de broches du circuit intégré selon l'invention.
- la figure 6, montre une vue de détail d'une broche du circuit 2o intégré de la figure 4 soudée sur une carte électronique.
- les figures 7, 8, 9 et 10 montrent différentes étapes de fabrication du circuit intégré selon l'invention.
La figure 4 montre un circuit intégré 40 selon l'invention comportant des broches de connexion 42 lisses de section sensiblement 25 constante le long de la broche, chacune des broches ayant à son extrémité
une bille 44 de soudure entourant cette extrémité. Les broches sont réalisées en ferronickel nickelé, puis doré dans le cas des boîtiers céramiques et en Kovar pour les boîtiers plastique.
Le circuit intégré 40 peut être réalisé selon différentes 3o configurations de longueur de broches et de positionnement des billes aux extrémités des broches. Les frgures 5a à 5d montrent le détail d'une des broches du circuit intégré selon différentes configurations.
La figure 5a montre le détail d'une des broches d'une réalisation du circuit intégré 40 équipé de broches de longueur Lb plus grande que le 35 diamètre de la bille 44 soudée à son extrémité. Si l'on considère la partie de
7 la broche Le entourée par la bille, que nous appellerons par la suite extrémité
de broche, dans la réalisation de la figure 5a, la longueur de l'extrémité de broche est sensiblement identique au diamètre D de la bille 44. Cette réalisation comporte l'avantage de ne pas produire l'écrasement des billes de soudure au moment de leur fusion, lors du report du circuit intégré sur la carte. En effet, les billes sont armées par leurs broches respectives qui les traversent sur la totalité de leur diamètre D.
Dans une autre réalisation, le circuit intégré est équipé de broches courtes 46, dont la longueur est sensiblement égale au diamètre de la bille 0 44 de soudure, la bille entourant la totalité de la broche. La figure 8b représente une vue d'une des brbches d'un tel circuit intégré. Cette configuration avec des broches courtes, permet de souder le boîtier très près du circuit imprimé de la carte tout en évitant un écrasement de la bille de soudure par le poids du circuit intégré lors de son report sur la carte ~ 5 électronique; la bille étant armée, comme dans le cas de la réalisation de la figure 5a, sur la totalité de son diamètre D.
Dans d'autres réalisations du circuit intégré la longueur d'extrémité
de broche Le, entourée par la bille 44, est inférieure au diamètre de la bille.
La figure 5c montre le détail d'une configuration de la broche 42 2o de la figure 5a, dans laquelle la longueur d'extrémité de broche Le entourée par la bille 44 est inférieure au diamètre D de la bille.
La figure 5d montre le détail d'une broche courte 48 dans une configuration différente de celle de la figure 5b. Dans la configuration de la figure 5d, la longueur Lb de la broche est inférieure au diamètre D de ia bille, 25 la totalité de la broche 48 étant entourée par la bille 44.
Les billes 44 des différentes configurations des broches, peuvent être réalisées dans un alliage comportant 63% de plomb et 37% d'étain qui ne présente que des avantages, à savoir:
- point de fusiôn très base;
30 - mouillabilité ;
- alliage identique à celui utilisé sur le circuit imprimé ; ou tout autre alliage adapté au report de composant en surface.
La figure 6 montre le détail de la broche 42 de la figure 5a après soudure du circuit intégré 40 sur une carte électronique 50 ayant des 35 métallisations de report 52. Les métallisations comportent sur leur surface
de broche, dans la réalisation de la figure 5a, la longueur de l'extrémité de broche est sensiblement identique au diamètre D de la bille 44. Cette réalisation comporte l'avantage de ne pas produire l'écrasement des billes de soudure au moment de leur fusion, lors du report du circuit intégré sur la carte. En effet, les billes sont armées par leurs broches respectives qui les traversent sur la totalité de leur diamètre D.
Dans une autre réalisation, le circuit intégré est équipé de broches courtes 46, dont la longueur est sensiblement égale au diamètre de la bille 0 44 de soudure, la bille entourant la totalité de la broche. La figure 8b représente une vue d'une des brbches d'un tel circuit intégré. Cette configuration avec des broches courtes, permet de souder le boîtier très près du circuit imprimé de la carte tout en évitant un écrasement de la bille de soudure par le poids du circuit intégré lors de son report sur la carte ~ 5 électronique; la bille étant armée, comme dans le cas de la réalisation de la figure 5a, sur la totalité de son diamètre D.
Dans d'autres réalisations du circuit intégré la longueur d'extrémité
de broche Le, entourée par la bille 44, est inférieure au diamètre de la bille.
La figure 5c montre le détail d'une configuration de la broche 42 2o de la figure 5a, dans laquelle la longueur d'extrémité de broche Le entourée par la bille 44 est inférieure au diamètre D de la bille.
La figure 5d montre le détail d'une broche courte 48 dans une configuration différente de celle de la figure 5b. Dans la configuration de la figure 5d, la longueur Lb de la broche est inférieure au diamètre D de ia bille, 25 la totalité de la broche 48 étant entourée par la bille 44.
Les billes 44 des différentes configurations des broches, peuvent être réalisées dans un alliage comportant 63% de plomb et 37% d'étain qui ne présente que des avantages, à savoir:
- point de fusiôn très base;
30 - mouillabilité ;
- alliage identique à celui utilisé sur le circuit imprimé ; ou tout autre alliage adapté au report de composant en surface.
La figure 6 montre le détail de la broche 42 de la figure 5a après soudure du circuit intégré 40 sur une carte électronique 50 ayant des 35 métallisations de report 52. Les métallisations comportent sur leur surface
8 PCT/FR00/02063 de la soudure 54 dans un alliage ayant généralement 63% de plomb et 37%
d'étain.
Dans les réalisations des figures 5a et 5b, au moment du report du circuit intégré sur la carte, la soudure 54 située sur la métallisation 52 remonte vers l'extrémité de la broche 42. II n'est pas, par conséquent, nécessaire d'écraser la bille de soudure 44 pour réaliser la soudure des broches sur la carte.
Un autre avantage de cette invention réside dans le fait que même en cas de rupture de la soudure entre la broche et la métallisation de la o carte, le contact électrique sera assuré par la broche en contact sur la métallisation. En effet, la broche qui est brasée sur le boîtier en céramique est une liaison très solide.
Les figures 7, 8, 9 et 10 montrent les principales phases du procédé de fabrication selon l'invention du circuit intégré de la figure 4.
Dans une première phase montrée à la figure 7, on procéde à la fabrication d'un circuit intégré 60 de type montable en surface, comprenant d'abord la fabrication d'un boîtier ayant une face arrière 62 et un réseau de broches 64 de connexion lisses s'étendant sous cette face arrière perpendiculairement à celle-ci.
2o La longueur et le diamètre des broches 64 seront choisis en fonction des contraintes de l'application et des exigences en matière de fiabilité.
Suivant l'état de surface du circuit intégré 60 en technologie PGA, on peut étamer ou tremper les extrémités des broches 64 dans du flux ou toute autre composition chimique adaptée.
Dans la première phase représentée à la figure 7, on remplit d'une crème à souder 66 formée à partir du matériau de l'alliage et des solvants, une plaque 68 à alvéoles, dont les alvéoles 70 se trouvent réparties sur la plaque avec la même distribution que les broches 64 du boitier du circuit 3o intégré 60.
Dans une deuxième phase représentée à la figure 8, on insère les extrémités des broches 64 du réseau de broches du circuit intégré 60 dans les alvéoles 70 comportant la crème à souder 66, le circuit intégré étant au-dessus de la plaque à alvéoles, puis on chauffe l'alliage en passant la plaque à alvéoles sur une plaque chauffante jusqu'à la fusion de l'alliage et on
d'étain.
Dans les réalisations des figures 5a et 5b, au moment du report du circuit intégré sur la carte, la soudure 54 située sur la métallisation 52 remonte vers l'extrémité de la broche 42. II n'est pas, par conséquent, nécessaire d'écraser la bille de soudure 44 pour réaliser la soudure des broches sur la carte.
Un autre avantage de cette invention réside dans le fait que même en cas de rupture de la soudure entre la broche et la métallisation de la o carte, le contact électrique sera assuré par la broche en contact sur la métallisation. En effet, la broche qui est brasée sur le boîtier en céramique est une liaison très solide.
Les figures 7, 8, 9 et 10 montrent les principales phases du procédé de fabrication selon l'invention du circuit intégré de la figure 4.
Dans une première phase montrée à la figure 7, on procéde à la fabrication d'un circuit intégré 60 de type montable en surface, comprenant d'abord la fabrication d'un boîtier ayant une face arrière 62 et un réseau de broches 64 de connexion lisses s'étendant sous cette face arrière perpendiculairement à celle-ci.
2o La longueur et le diamètre des broches 64 seront choisis en fonction des contraintes de l'application et des exigences en matière de fiabilité.
Suivant l'état de surface du circuit intégré 60 en technologie PGA, on peut étamer ou tremper les extrémités des broches 64 dans du flux ou toute autre composition chimique adaptée.
Dans la première phase représentée à la figure 7, on remplit d'une crème à souder 66 formée à partir du matériau de l'alliage et des solvants, une plaque 68 à alvéoles, dont les alvéoles 70 se trouvent réparties sur la plaque avec la même distribution que les broches 64 du boitier du circuit 3o intégré 60.
Dans une deuxième phase représentée à la figure 8, on insère les extrémités des broches 64 du réseau de broches du circuit intégré 60 dans les alvéoles 70 comportant la crème à souder 66, le circuit intégré étant au-dessus de la plaque à alvéoles, puis on chauffe l'alliage en passant la plaque à alvéoles sur une plaque chauffante jusqu'à la fusion de l'alliage et on
9 refroidit très rapidement la plaque à alvéoles afn de ne pas laisser le temps à l'alliage liquide de remonter le long des broches produisant la solidification de l'alliage dans les alvéoles.
Dans une troisième phase, représentée à la figure 9, on retourne le circuit intégré 60 et la plaque à alvéoles 68 solidaire du circuit intégré
par l'alliage solidifié dans les alvéoles de façon à mettre la plaque à alvéoles au dessus du circuit intégré. Dans cette phase, le circuit ihtégré est suspendu à
la plaque à alvéoles par ses broches prises dans l'alliage solidifié dans les alvéoles 70 de la plaque.
o Dans une quatrième phase, représentée à la figure 10, on chauffe la plaque à alvéoles jusqu'à la fusion de l'alliage dans les alvéoles produisant la séparation par gravité du circuit intégré de la plaque à alvéoles et la formation des billes 72 de soudure aux extrémités des broches. L'alliage a suffisamment mouillé les broches pour rester accroché sur les broches en se solidifiant rapidement sous la forme de billes, dès la séparation du circuit intégré de la plaque à alvéoles, l'alliage n'ayant pas ie temps de s'étaler sur les broches. Dans cette quatrième phase, le circuit intégré, lors de la refusion de l'alliage dans les alvéoles, tombe par son propre poids sur un réceptacle 80 prévu à cet effet situé sous le circuit intégrë (voir figure 10). La distance 2o entre le circuit intégré et le réceptacle est au minimum égal à la profondeur des alvéoles de la plaque à alvéoles.
II est à remarquer que dans la deuxième phase du procédé de fabrication représentée à la figure 8, l'ordre des deux opérations, consistant à
insérer les extrémités des broches 64 du circuit intégré 60 dans les alvéoles 70 comportant la crème à souder 66 et à chauffer l'alliage en passant la plaque à alvéoles sur une plaque chauffante jusqu'à la fusion de l'alliage, est indiffèrent et peut être inversé sans changement du résultat. On peut donc aussi, d'abord faire fondre la crème à souder dans les alvéoles puis ïnsérer les extrémités des broches 64 du circuit intégré 60 dans les alvéoles 3o La pâte à souder, formée par exemple à partir d'un matériau d'alliage comportant 63°r6 de plomb et 37% d'étain, peut être réalisée à
partir de tout autre alliage adapté au report des composants en surface.
Cette technologie de mise en place des billes de soudure aux extrémités des broches est très bon marché et ne nécessite pas de machine à positionner les billes préformées.
La plaque 68 à alvéoles est réalisée, soit en graphite soit en titane ou dans un autre type de matériau adapté à la refusion. La crème à souder comporte habituellement 50% d'alliage plomb/étain et 50% de fluide.
En général, dans le procédé de fabrication, les extrémités des broches sont insérées dans la plaque à alvéoles jusqu'au fond des alvéoles, afin d'obtenir les broches des figures 5a et 5b, les billes de soudure entourant l'extrémité de broche sur une longueur sensiblement égale au diamètre D de la bille.
Dans une variante du procédé de fabrication du circuit intégré, o l'alliage fondu dans les alvéoles de la plaque â alvéoles est obtenu en plaçant des billes d'alliage calibrées dans une plaque à alvéoles, on fait fondre les billes et on insère les broches du réseau de broches du circuit intégré dans les alvéoles comportant l'alliage fondu, le circuit intégré étant au-dessus de la plaque à alvéoles, les étapes suivantes étant les mêmes ~ 5 que dans le procédé décrit précédemment soit - on refroidit très rapidement la plaque à alvéoles afin de ne pas laisser le temps à l'alliage liquide de remonter le long des connexions ;
- on retourne alors le circuit intégré et la plaque d'alvéoles solidaire du circuit par l'alliage solidifié dans les alvéoles de façon à
mettre la 2o plaque à alvéoles au-dessus du circuit intégré, le circuit intégré étant suspendu à la plaque à alvëoles par ses broches prises dans l'alliage solidifié dans les alvéoles ;
- on chauffe la plaque à alvéoles jusqu'à la fusion de la soudure dans les alvéoles produisant la séparation par gravité du circuit intégré de la 25 plaque à alvéoles et la formation des billes 72 de soudure aux extrémités des broches.
II est à remarquer que dans cette variante du procëdé de fabrication, l'ordre des deux opérations consistant à faire fondre les billes placée dans les alvéoles et à insérer les broches du réseau de broches du 3o circuit intégré dans les alvéoles comportant l'alliage fondu est indiffèrent et peut donc être inversé sans changement du résultat. On peut donc aussi, insérer les broches du réseau de broches du circuit intégré dans les alvéoles comportant les billes calibrées, puis faire fondre les billes.
Le procédé de fabrication, selon l'invention, transforme un circuit 35 intégré ayant une connectique de type PGA en technologie BPGA soit en langue anglaise « Ball Pin Grid Array ». Une fois le circuit intégré réalisé, on le monte sur sa carte électronique selon le même procédé qu'un BGA
classique.
Le circuit intégré selon l'invention permet d'obtenir une grande densité de connexions tout en garantissant une meilleure fiabilité, la facilité
de réparation du circuit et la possibilité d'évacuer des calories entre tes substrats connectés.
Dans une troisième phase, représentée à la figure 9, on retourne le circuit intégré 60 et la plaque à alvéoles 68 solidaire du circuit intégré
par l'alliage solidifié dans les alvéoles de façon à mettre la plaque à alvéoles au dessus du circuit intégré. Dans cette phase, le circuit ihtégré est suspendu à
la plaque à alvéoles par ses broches prises dans l'alliage solidifié dans les alvéoles 70 de la plaque.
o Dans une quatrième phase, représentée à la figure 10, on chauffe la plaque à alvéoles jusqu'à la fusion de l'alliage dans les alvéoles produisant la séparation par gravité du circuit intégré de la plaque à alvéoles et la formation des billes 72 de soudure aux extrémités des broches. L'alliage a suffisamment mouillé les broches pour rester accroché sur les broches en se solidifiant rapidement sous la forme de billes, dès la séparation du circuit intégré de la plaque à alvéoles, l'alliage n'ayant pas ie temps de s'étaler sur les broches. Dans cette quatrième phase, le circuit intégré, lors de la refusion de l'alliage dans les alvéoles, tombe par son propre poids sur un réceptacle 80 prévu à cet effet situé sous le circuit intégrë (voir figure 10). La distance 2o entre le circuit intégré et le réceptacle est au minimum égal à la profondeur des alvéoles de la plaque à alvéoles.
II est à remarquer que dans la deuxième phase du procédé de fabrication représentée à la figure 8, l'ordre des deux opérations, consistant à
insérer les extrémités des broches 64 du circuit intégré 60 dans les alvéoles 70 comportant la crème à souder 66 et à chauffer l'alliage en passant la plaque à alvéoles sur une plaque chauffante jusqu'à la fusion de l'alliage, est indiffèrent et peut être inversé sans changement du résultat. On peut donc aussi, d'abord faire fondre la crème à souder dans les alvéoles puis ïnsérer les extrémités des broches 64 du circuit intégré 60 dans les alvéoles 3o La pâte à souder, formée par exemple à partir d'un matériau d'alliage comportant 63°r6 de plomb et 37% d'étain, peut être réalisée à
partir de tout autre alliage adapté au report des composants en surface.
Cette technologie de mise en place des billes de soudure aux extrémités des broches est très bon marché et ne nécessite pas de machine à positionner les billes préformées.
La plaque 68 à alvéoles est réalisée, soit en graphite soit en titane ou dans un autre type de matériau adapté à la refusion. La crème à souder comporte habituellement 50% d'alliage plomb/étain et 50% de fluide.
En général, dans le procédé de fabrication, les extrémités des broches sont insérées dans la plaque à alvéoles jusqu'au fond des alvéoles, afin d'obtenir les broches des figures 5a et 5b, les billes de soudure entourant l'extrémité de broche sur une longueur sensiblement égale au diamètre D de la bille.
Dans une variante du procédé de fabrication du circuit intégré, o l'alliage fondu dans les alvéoles de la plaque â alvéoles est obtenu en plaçant des billes d'alliage calibrées dans une plaque à alvéoles, on fait fondre les billes et on insère les broches du réseau de broches du circuit intégré dans les alvéoles comportant l'alliage fondu, le circuit intégré étant au-dessus de la plaque à alvéoles, les étapes suivantes étant les mêmes ~ 5 que dans le procédé décrit précédemment soit - on refroidit très rapidement la plaque à alvéoles afin de ne pas laisser le temps à l'alliage liquide de remonter le long des connexions ;
- on retourne alors le circuit intégré et la plaque d'alvéoles solidaire du circuit par l'alliage solidifié dans les alvéoles de façon à
mettre la 2o plaque à alvéoles au-dessus du circuit intégré, le circuit intégré étant suspendu à la plaque à alvëoles par ses broches prises dans l'alliage solidifié dans les alvéoles ;
- on chauffe la plaque à alvéoles jusqu'à la fusion de la soudure dans les alvéoles produisant la séparation par gravité du circuit intégré de la 25 plaque à alvéoles et la formation des billes 72 de soudure aux extrémités des broches.
II est à remarquer que dans cette variante du procëdé de fabrication, l'ordre des deux opérations consistant à faire fondre les billes placée dans les alvéoles et à insérer les broches du réseau de broches du 3o circuit intégré dans les alvéoles comportant l'alliage fondu est indiffèrent et peut donc être inversé sans changement du résultat. On peut donc aussi, insérer les broches du réseau de broches du circuit intégré dans les alvéoles comportant les billes calibrées, puis faire fondre les billes.
Le procédé de fabrication, selon l'invention, transforme un circuit 35 intégré ayant une connectique de type PGA en technologie BPGA soit en langue anglaise « Ball Pin Grid Array ». Une fois le circuit intégré réalisé, on le monte sur sa carte électronique selon le même procédé qu'un BGA
classique.
Le circuit intégré selon l'invention permet d'obtenir une grande densité de connexions tout en garantissant une meilleure fiabilité, la facilité
de réparation du circuit et la possibilité d'évacuer des calories entre tes substrats connectés.
Claims (17)
1. Procédé de fabrication d'un circuit intégré (40, 60) de type montable en surface, comprenant d'abord, la fabrication d'un boîtier ayant une face arrière (62) et un réseau de broches de connexion, le réseau s'étendant sous cette face arrière perpendiculairement à celle-ci, et ensuite la formation à l'extrémité de chaque broche (42, 64) d'une bille (44, 72) d'alliage à bas point de fusion entourant cette extrémité et soudée à celle-ci, caractérisé en ce que, pour former la bille à l'extrémité de chaque broche - on remplit d'une crème à souder (66), formée à partir du matériau de l'alliage, une plaque (68) à alvéoles dont les alvéoles (70) utiles se trouvent réparties avec la même distribution que les broches (64) du boîtier du circuit intégré (60) ;
- on insère les broches (64) du réseau de broches du circuit intégré (60) dans les alvéoles (70) comportant la crème à souder (66), le circuit intégré étant au-dessus de la plaque à alvéoles ;
- on chauffe la plaque à alvéoles jusqu'à la fusion de l'alliage ;
- on refroidit très rapidement la plaque à alvéoles afin de ne pas laisser le temps à l'alliage liquide de remonter le long des broches ;
- on retourne alors le circuit intégré et la plaque d'alvéoles solidaire du circuit par l'alliage solidifié dans les alvéoles de façon à
mettre la plaque (68) à alvéoles au-dessus du circuit intégré, le circuit intégré étant suspendu à la plaque à alvéoles par ses broches prises dans l'alliage solidifié dans les alvéoles ;
- on chauffe la plaque (68) à alvéoles jusqu'à la fusion de la soudure dans les alvéoles (70) produisant la séparation par gravité du circuit intégré (60) de la plaque à alvéoles et la formation des billes de soudure (72) aux extrémités des broches, l'alliage ayant suffisamment mouillé les broches pour rester accroché sur les broches et se solidifiant rapidement sous la forme de billes, dès la séparation du circuit intégré de la plaque à alvéoles, l'alliage n'ayant pas le temps de s'étaler le long des broches.
- on insère les broches (64) du réseau de broches du circuit intégré (60) dans les alvéoles (70) comportant la crème à souder (66), le circuit intégré étant au-dessus de la plaque à alvéoles ;
- on chauffe la plaque à alvéoles jusqu'à la fusion de l'alliage ;
- on refroidit très rapidement la plaque à alvéoles afin de ne pas laisser le temps à l'alliage liquide de remonter le long des broches ;
- on retourne alors le circuit intégré et la plaque d'alvéoles solidaire du circuit par l'alliage solidifié dans les alvéoles de façon à
mettre la plaque (68) à alvéoles au-dessus du circuit intégré, le circuit intégré étant suspendu à la plaque à alvéoles par ses broches prises dans l'alliage solidifié dans les alvéoles ;
- on chauffe la plaque (68) à alvéoles jusqu'à la fusion de la soudure dans les alvéoles (70) produisant la séparation par gravité du circuit intégré (60) de la plaque à alvéoles et la formation des billes de soudure (72) aux extrémités des broches, l'alliage ayant suffisamment mouillé les broches pour rester accroché sur les broches et se solidifiant rapidement sous la forme de billes, dès la séparation du circuit intégré de la plaque à alvéoles, l'alliage n'ayant pas le temps de s'étaler le long des broches.
2. Procédé de fabrication d'un circuit intégré de type montable en surface selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités des broches (64) sont insérées dans la plaque à alvéoles (68) jusqu'au fond des alvéoles (70).
3. Procédé de fabrication d'un circuit intégré de type montable en surface selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la plaque (68) à alvéoles est réalisée, soit en graphite soif en titane, soit dans un autre type de matériau adapté à la refusion.
4. Procédé de fabrication d'un circuit intégré de type montable en surface, comprenant d'abord la fabrication d'un boîtier ayant une face arrière (62) et un réseau de broches de connexion, le réseau s'étendant sous cette face arrière perpendiculairement à celle-ci, et ensuite la formation à
l'extrémité de chaque broche d'une bille (44, 72) d'alliage à bas point de fusion entourant cette extrémité et soudée à celle-ci, caractérisé en ce que, pour former la bille à l'extrémité de chaque broche:
- on place des billes d'alliage calibrées dans les alvéoles une plaque à alvéoles, dont les alvéoles (70) se trouvent réparties avec la même distribution que les broches (64) du boîtier du circuit intégré (60);
- on fait fondre les billes;
- on insère les broches (64) du réseau de broches du circuit intégré (60) dans les alvéoles (70) comportant l'alliage fondu, le circuit intégré étant au-dessus de la plaque à alvéoles;
- on refroidit très rapidement la plaque à alvéoles afin de ne pas laisser le temps à l'alliage liquide de remonter le long des connexions;
- on retourne alors le circuit intégré et la plaque d'alvéoles solidaire du circuit par l'alliage solidifié dans les alvéoles de façon à
mettre la plaque à alvéoles au-dessus du circuit intégré, le circuit intégré étant suspendu à la plaque à alvéoles par ses broches prises dans l'alliage solidifié dans les alvéoles;
- on chauffe la plaque à alvéoles jusqu'à la fusion de la soudure dans les alvéoles produisant la séparation par gravité du circuit intégré de la plaque à alvéoles et la formation des billes (72) de soudure aux extrémités des broches, l'alliage ayant suffisamment mouillé les broches pour rester accroché sur les broches et se solidifiant rapidement sous la forme de billes, dès la séparation du circuit intégré de la plaque à alvéoles, l'alliage n'ayant pas le temps de s'étaler sur les broches.
l'extrémité de chaque broche d'une bille (44, 72) d'alliage à bas point de fusion entourant cette extrémité et soudée à celle-ci, caractérisé en ce que, pour former la bille à l'extrémité de chaque broche:
- on place des billes d'alliage calibrées dans les alvéoles une plaque à alvéoles, dont les alvéoles (70) se trouvent réparties avec la même distribution que les broches (64) du boîtier du circuit intégré (60);
- on fait fondre les billes;
- on insère les broches (64) du réseau de broches du circuit intégré (60) dans les alvéoles (70) comportant l'alliage fondu, le circuit intégré étant au-dessus de la plaque à alvéoles;
- on refroidit très rapidement la plaque à alvéoles afin de ne pas laisser le temps à l'alliage liquide de remonter le long des connexions;
- on retourne alors le circuit intégré et la plaque d'alvéoles solidaire du circuit par l'alliage solidifié dans les alvéoles de façon à
mettre la plaque à alvéoles au-dessus du circuit intégré, le circuit intégré étant suspendu à la plaque à alvéoles par ses broches prises dans l'alliage solidifié dans les alvéoles;
- on chauffe la plaque à alvéoles jusqu'à la fusion de la soudure dans les alvéoles produisant la séparation par gravité du circuit intégré de la plaque à alvéoles et la formation des billes (72) de soudure aux extrémités des broches, l'alliage ayant suffisamment mouillé les broches pour rester accroché sur les broches et se solidifiant rapidement sous la forme de billes, dès la séparation du circuit intégré de la plaque à alvéoles, l'alliage n'ayant pas le temps de s'étaler sur les broches.
5. Procédé de fabrication d'un circuit intégré de type montable en surface selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les broches sont de section sensiblement constante le long de la broche.
6. Procédé de fabrication d'un circuit intégré de type montable en surface selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les broches sont tisses.
7. Circuit intégré de type montable en surface (40, 60) comportant un boîtier ayant une face arrière (62) et un réseau de broches de connexion (42, 64) s'étendant sous la face arrière perpendiculairement à celle-ci, caractérisé en ce que l'extrémité de chaque broche comporte une bille (44, 72) d'alliage à bas point de fusion soudée à l'extrémité de chaque broche en entourant cette extrémité.
8. Circuit intégré de type montable en surface, selon la revendication 7, caractérisé en ce que la longueur d'extrémité de broche Le entourée par la bille (44, 72) est sensiblement égale au diamètre D de la bille.
9. Circuit intégré de type montable en surface, selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la longueur d'extrémité de broche Le entourée par la bille (44) est égale à la longueur de broche Lb dépassant de la face arrière (62) du boîtier.
10. Circuit intégré de type montable en surface, selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la longueur de broche dépassant de la face arrière du boîtier est supérieure au diamètre de la bille.
11. Circuit intégré de type montable en surface, selon la revendication 7, caractérisé en ce que la longueur d'extrémité de broche Le entourée par la bille est inférieure au diamètre de la bille.
12. Circuit intégré de type montable en surface, selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que la bille (44, 72) est un alliage en plomb/étain.
13. Circuit intégré de type montable en surface, selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'alliage utilisé est un alliage couramment utilisé sur les cartes de circuit imprimé, tel qu'un alliage comportant 63% de plomb et 37% d'étain.
14. Circuit intégré de type montable en surface, selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que le boîtier est un boîtier en céramique.
15. Circuit intégré de type montable en surface, selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que le boîtier est un boîtier en matière plastique.
16. Circuit intégré de type montable en surface, selon l'une des revendications 7 à 15, caractérisé en ce que les broches sont de section sensiblement constante le long de la broche.
17. Circuit intégré de type montable en surface, selon l'une des revendications 7 à 16, caractérisé en ce que les broches sont lisses.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/FR2000/002063 WO2002007208A1 (fr) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | Procede de fabrication de circuit integre de type montable en surface et circuit issu du procede |
Publications (1)
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| CA2416502A1 true CA2416502A1 (fr) | 2002-01-24 |
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ID=8847160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA002416502A Abandoned CA2416502A1 (fr) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | Procede de fabrication de circuit integre de type montable en surface et circuit issu du procede |
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