La présente invention se situe dans le domaine de la connectique des boîtiers de type CSP, abréviations anglo-saxonnes pour Chip Scale Package.

Elle concerne plus particulièrement un procédé de liaison entre un circuit intégré et les bornes extérieures d'un support de connexion disposé sur le circuit intégré dans une architecture de type connue sous la terminologie anglo-saxonne"fan-in".

L'invention concerne égaiement un support de connexion, un boitier de circuit intégré, et un ensemble électronique comportant un tel boîtier.

Le support de connexion, par exemple, une carte de circuit imprimé, supporte une pluralité de conducteurs et assure l'interface entre le circuit intégré et l'environnement extérieur de la puce en utilisant, par exemple une technologie de connexion par un réseau de billes de soudure connue sous I'appellation BGA, abréviations anglo-saxonnes pour Ball Grid Array.

Cette technologie de connexion étant bien connue de I'homme du métier, elle ne sera décrite que succinctement dans la suite de la description.

Les billes sont connectées d'une part à des plages de connexion qui sont généralement formées par un élargissement local des conducteurs sur le support de connexion, et d'autre part, par exemple, à un autre support de connexion couplé aux bornes d'amenée des tensions d'alimentations et des signaux de commandes.

Une structure de connexion de type fan-in, peut tre assimilée à un empilement comprenant typiquement au niveau inférieur le circuit intégré et au niveau le plus élevé, l'interface avec les signaux de commande et les différentes alimentations du circuit intégré comportant au moins un support de connexion.

Le support repose sur le circuit intégré par l'intermédiaire d'un matelas isolant, par exemple un élastomère. Le matelas a pour principale fonction d'absorber les contraintes mécaniques subies par le circuit intégré. Ces contraintes sont principalement dues aux différences de dilatation entre le silicium et le substrat qui reçoit le CSP quand il est soumis à des variations de température.

L'ensemble multicouche ainsi formé constitue un boîtier destiné à tre intégré dans un ensemble électronique.

Pour réaliser la liaison entre le support de connexion et le circuit intégré, respectivement sur des niveaux différents, plusieurs techniques sont connues.

Parmi celles-ci, une technique développée par la société de droit américain TESSERA, consiste à aménager des fentres dans le support de connexion, dans des zones destinées à tre en regard des plages de connexion du circuit intégré.

Les parties extrmes des conducteurs sont généralement disposées à la périphérie du support et sont destinées à tre câblées sur les plages de connexion du circuit intégré.

Elles s'étendent en travers des fentres ainsi aménagées et ont une forme déterminée pour subir des déformations à des endroits distincts déterminés permettant après cambrage et cassure individuels des conducteurs, d'obtenir des pattes conductrices en regard des plages de connexion du circuit intégré.

Les pattes sont ensuite connectées individuellement sur les plages de connexion, par exemple, par une soudure individuelle.

Un premier inconvénient de cette technique réside en ce que pour provoquer la cassure des conducteurs au bon endroit, à savoir à l'interface entre le conducteur et le support, typiquement à l'interface cuivre/polyimide, correspondant à un premier rebord de la fentre, les conducteurs doivent comporter un étranglement en général difficile à réaliser, typiquement de l'ordre de 40 à 50 um de large dans le cas de conducteurs ayant une largeur typiquement de 80 um.

Le conducteur est par contre élargi à l'interface polyimide/cuivre sur le rebord de la fentre, opposé au premier rebord, pour aider le cambrage par effet de poutre. Cet élargissement réduit d'autant le pas disponible entre conducteurs.

Par ailleurs, les opérations après cassure consistant au pliage, cambrage et soudure, sont faites par un mme outil et individuellement sur chacune des pattes conductrices.

L'opération est délicate car il ne faut pas que le cambrage provoque un écart axial des conducteurs ; ces derniers se trouvant en porte à faux après cassure.

La protection des conducteurs est généralement assurée par un revtement noble tel que l'or, le palladium, etc.

Aussi, après cassure des conducteurs, leurs extrémités libres ne sont donc plus protégées contre la corrosion ou tout autre agression extérieure.

L'invention a notamment pour but de pallier les inconvénients précités.

A cet effet, l'invention a pour premier objet un procédé de liaison électrique entre des plages de connexion d'un circuit intégré et des bornes de sortie d'un boîtier CSP, du type consistant à relier les plages de connexion du circuit intégré à un support de connexion disposé en regard et à un niveau différent des plages de connexion, par l'intermédiaire de conducteurs électriques disposés sur le support de connexion.

Selon l'invention, le procédé consiste après avoir disposé le support en regard du circuit intégré, à déplacer au moins une partie du support pour l'amener au voisinage des plages de connexion du circuit intégré, et à connecter les conducteurs supportés par la partie du support sur les plages de connexion du circuit intégré.

Selon une caractéristique, le support comportant au moins une première partie et une deuxième partie, séparées par un espace déterminé, et reliées l'une à l'autre par les conducteurs traversant cet espace, il consiste à cambrer globalement et simultanément les conducteurs maintenus de part et d'autre de 1'espace et traversant cet espace, pour amener la première partie du support au voisinage des plages de connexion du circuit intégré.

Selon une caractéristique, les parties extrmes des conducteurs, supportées par la première partie du support, sont connectées globalement et simultanément sur les plages du circuit intégré.

L'invention a pour deuxième objet, un support de connexion comportant une pluralité de conducteurs électriques formant un réseau de conducteurs sur au moins une des faces du support, et destiné à assurer l'interface entre des plages de connexion d'un circuit intégré disposé à un niveau différent du support de connexion, et des bornes de sortie d'un boîtier renfermant le circuit intégré dans une architecture CSP.

Selon invention,) le support comporte au moins une première partie, supportant les conducteurs à connecter sur les plages de connexion du circuit intégré, et apte à subir un dénivelé par rapport à une deuxième partie du support pour se positionner au voisinage des plages de connexion du circuit intégré.

Selon une caractéristique, le support de connexion comporte au moins une fentre, appelée fentre de cambrage, aménagée dans le support et définissant respectivement de part et d'autre de la fentre de cambrage, une première partie et une deuxième partie du support ; la fentre de cambrage étant traversée de part et d'autre par des conducteurs maintenus de part et d'autre de la fentre de cambrage et reliant les deux parties.

Selon une deuxième caractéristique, la fentre de cambrage définit, en elle- mme, une zone déterminée correspondant à un espace de cambrage des conducteurs traversant la fentre de cambrage ; les conducteurs traversant la fentre de cambrage étant aptes à se déformer globalement et simultanément pour permettre par un cambrage global et simultané, un dénivelé entre la première partie et la deuxième partie du support se situant respectivement de part et d'autre de la fentre de cambrage.

Selon une autre caractéristique, la première partie du support, destinée à tre positionnée au voisinage des plages de connexion du circuit intégré, comporte au moins une fentre, appelée fentre de connexion, aménagée dans une zone déterminée pour tre en regard des plages de connexion ; la fentre de connexion étant traversée par les parties extrmes des conducteurs, maintenues de part et d'autre de la fentre de connexion et aptes à tre simultanément et globalement connectées aux plages de connexion au travers de la fentre de connexion.

Selon une autre caractéristique, le support et les fentres de cambrage et de connexion sont de forme générale rectangulaire, et la fentre de cambrage occupe sensiblement tout 1'espace de cambrage à l'intérieur du support ; les bords latéraux de la fentre de cambrage étant respectivement parallèles aux bords latéraux du support et le plus près possible des bords latéraux du support.

L'invention a pour troisième objet un boîtier CSP comportant un circuit intégré, un absorbeur de dilatation différentielle, isolant électrique, disposé sur le circuit intégré, et un support de connexion supportant une pluralité de conducteurs définissant un réseau de conducteurs sur au moins une de ses faces, disposé sur l'absorbeur et assurant l'interface entre les plages de connexion du circuit intégré et les bornes de sortie du boîtier.

Selon l'invention, le support comporte au moins une première partie reposant sur les plages de connexion du circuit intégré, et au moins une deuxième partie reposant sur l'absorbeur.

Selon une caractéristique, la première partie et la deuxième partie du support sont séparées par une fentre, appelée fentre de cambrage, aménagée dans le support.

Selon une autre caractéristique, la fentre de cambrage est traversée par des conducteurs maintenus de part et d'autre de la fentre de cambrage et reliant la première partie et la deuxième partie du support.

Selon une autre caractéristique, les conducteurs traversant la fentre de cambrage sont déformés par un cambrage global et simultané pour former un dénivelé entre la première partie et la deuxième partie du support.

Selon une caractéristique, les parties extrmes des conducteurs, supportées par la première partie du support reposant sur le circuit intégré, sont respectivement connectés sur des plages du circuit intégré.

Selon une caractéristique, la première partie du support comporte au moins une fentre, appelée fentre de connexion, aménagée dans une zone déterminée de la première partie du support pour tre en regard des plages de connexion ; la fentre de connexion étant traversée par des conducteurs maintenus de part et d'autre de la fentre de connexion et respectivement connectés aux plages de connexion au travers de la fentre de connexion.

Selon une caractéristique, le support et les fentres de cambrage et de connexion sont de forme générale rectangulaire.

Enfin, invention a pour quatrième objet, un ensemble électronique comportant au moins un boîtier CSP selon l'invention.

Le procédé selon l'invention permet de réaliser une connectique de boîtiers CSP par un cambrage global et simultané de conducteurs maintenus, et de faire ensuite une opération de connexion globale et simultanée des conducteurs avec le circuit intégré.

En résumé, les principaux avantages de l'invention sont donc : -cambrage et câblage globaux et simultanés des conducteurs ; -maintien des conducteurs pendant le cambrage et le câblage ; -réalisation plus simple des conducteurs (pas d'étranglement et pas d'élargissement), ce qui implique des supports de connexion moins chers et de pouvoir connecter des circuits intégrés à pas fins (pas entre conducteurs inférieur à 75 um) ; et -pas de corrosion possible sur les extrémités des conducteurs après cassure.

D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit faite en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement : -la figure 1, une vue de dessus d'un support de connexion selon l'invention avant cambrage ; -la figure 2, une vue en coupe du support de connexion selon l'invention après cambrage ; -la figure 3, une vue illustrant schématiquement le procédé de liaison selon l'invention ; -la figure 4, une vue en perspective d'un boîtier CSP selon l'invention équipé d'un réseau de billes de soudure ; -la figure 5, une vue en coupe schématique du boîtier illustré à la figure 4, suivant I'axe de coupe v-v ; et -la figure 6, une vue partielle en perspective d'un ensemble électronique comportant au moins un boîtier selon l'invention.

Sur ces figures, les éléments homologues sont désignés par la mme référence et les échelles ne sont pas respectées pour une question de clarté.

La figure 1 illustre un exemple de support 1 de connexion selon l'invention en vue de dessus et avant détourage. Le support 1 supporte une pluralité de conducteurs 2i définissant un réseau de conducteurs suivant une topologie déterminée sur une face 3 du support 1.

Le support 1 est par exemple une carte de circuit imprimé réalisée dans du polyimide ou dans un autre type de substrat, souple ou rigide.

Deux séries de fentres 4i et 5i sont aménagées dans le support 1.

Des premières séries de fentres 4i sont aménagées dans le support 1 pour correspondre aux espaces de cambrage 6i des conducteurs 2i. Ces fentres 4i,

appelées par la suite fentres de cambrage, sont disposées dans les parties extrmes latérales 7i du support 1 qui est de forme générale rectangulaire dans le mode de réalisation décrit. Les conducteurs 2i, formant des pistes, passent au dessus des fentres de cambrages 4i pour former respectivement des ponts 8i prenant appui de part et d'autre des fentres de cambrage 4i.

Des deuxièmes séries de fentres 5i, appelées par la suite fentres de connexion, sont aménagées dans des zones déterminées du support 1 pour tre en regard des plages de connexion 9i d'un circuit intégré 10, représentés à la figure 2, sur lequel doit tre déposé le support 1.

Les fentres de connexion 5i s'étendent entre les bords extérieurs latéraux du support 1 et les fentres de cambrage 4i.

Dans le mode de réalisation décrit, une seule fentre de connexion 5i est aménagée dans chaque partie extrme 7i du support 1.

Dans une variante de réalisation, telle qu'illustrée à la figure 4, plusieurs fentres de connexion sont respectivement aménagées dans les parties extrmes 7i du support 1.

De mme que pour les fentres de cambrage 4i, les conducteurs 2i traversent respectivement les fentres de connexion 5i en prenant appui de part et d'autre des fentres de connexion 5i.

Dans ce mode de réalisation, les fentres de cambrage et de connexion 4i et 5i sont de forme générale rectangulaire et les conducteurs 2i sont de largeur constante.

D'autres forme de fentres 4i et 5i et de conducteurs 2i peuvent tre également envisagées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. De mme, les conducteurs 2i peuvent traverser les fentres suivant différentes directions.

Les différentes formes et dimensions des conducteurs 2i et des fentres 4i et 5i dépendent de la topologie du réseau de conducteurs, elle-mme fonction de la topologie du circuit intégré 10 et de l'interface avec l'extérieur du boîtier renfermant le circuit intégré 10.

Les fentres de cambrage 4i sont retenues du reste du support 1 par des tronçons 11i du support 1 de faible largeur, pouvant tre prédécoupés, et permettant après leur rupture, par exemple par détourage à I'aide d'un outil déterminé non représenté, de désolidariser les parties extrmes 7i du support 1 comportant les fentres de connexion 5i, du reste du support 1.

La largeur 6i des fentres de cambrage 4i est déterminée en fonction de I'angle d'inclinaison des conducteurs 2i, typiquement de l'ordre de 10° par rapport à un plan vertical perpendiculaire au plan 3 du support 1, et de t'épaisseur d'un absorbeur de dilatation différentielle 12, isolant électrique, typiquement de l'ordre de 200 pm, illustré à la figure 2, disposé entre le circuit intégré 10 et le support 1.

Dans le mode de réalisation décrit à la figure 2, le cambrage des conducteurs est déterminé afin de permettre d'intercaler I'absorbeur 12, par exemple un matelas élastomère, entre le circuit intégré 10 et le support 1 destiné à recevoir et supporter un réseau de billes 13i de soudure, dans une structure de type CSP. Le matelas permet d'obtenir une fiabilité sur carte de l'ordre de plusieurs centaines de cycles thermiques entre-40° C et +125° C par exemple.

On comprend aisément davantage de la structure selon l'invention, car elle permet de conserver un pas constant entre les conducteurs 2i pendant les opérations de cambrage et de connexion des conducteurs 2i sur les plages de connexion 9i du circuit intégré 10.

La figure 2 illustre également, schématiquement, le procédé de liaison du support 1 selon l'invention avec un circuit intégré 10.

On a représenté par une ligne en trait interrompu, le support 1 selon l'invention dans sa position initiale, en appui sur le matelas 12, lui-mme en appui sur le circuit intégré 10 ; le matelas 12 laissant libre les plages de connexion 9i du circuit intégré 10.

Le support 1 étant en appui sur le matelas 12, un outil 14 adapté à la topologie du support 1 et du circuit intégré 10 assure le cambrage global des conducteurs 2i dans les zones 6i correspondant aux fentres de cambrage 4i et le positionnement des parties extrmes 7i du support 1 sur les plages de connexion 9i du circuit intégré 10.

Cet outil 14 comporte un premier organe mobile ou contreplaque 15 qui est destiné à tre appliquer en appui sur des zones libres 16i de la face supérieure 3 du support 1 avant et pendant l'opération de cambrage.

II comporte un deuxième organe mobile16 qui une fois le premier organe 15 en appui sur la face supérieure 3 du support 1, déplace progressivement les parties extrmes 7i du support 1 au niveau des plages de connexion 9i du circuit intégré 1.

Les conducteurs 8i privés de support à l'intérieur des fentres de cambrage 4i se comportent comme des rubans souples et se déforment sous 1'effet de la pression exercée par le deuxième organe mobile16 sur les parties extrmes 7i

du support 1. La déformation est uniforme sur tous les conducteurs 8i dont les parties extrmes 17i sont maintenues sur les parties extrmes 7i du support 1.

Le cambrage s'effectue sur un premier niveau A, à l'interface cuivre/polyimide et sur un deuxième niveau B à l'interface deuxième organe de cambrage 16 /cuivre.

L'élasticité des conducteurs 8i, typiquement en alliage de cuivre, permet de conserver le cambrage et le positionnement des parties extrmes 7i du support 1 sur le circuit intégré 10, après le retrait de l'outil 14.

Dans une variante de réalisation, le cambrage peut tre réalisé au préalable, avant le positionnement du support 1 sur le circuit intégré 10.

Les parties extrmes 17i des conducteurs 8i traversant les fentres de connexion 5i disposées en regard des plages de connexion 9i du circuit intégré 10, sont ensuite connectées ponctuellement sur les plages de connexion 9i par une soudure par point, par exemple, ou connectées globalement sur les plages 9i par un outil, non représenté, prenant en compte l'ensemble des conducteurs devant tre connectés sur les plages 9i, au niveau de leurs parties extrmes 17i.

L'opération de connexion ponctuelle ou globale peut tre réalisée par un outil indépendant, non représenté, ou par le mme outil 14 ayant réalisé le cambrage global.

Comme illustré à la figure 3, le profil de la carte résultant du cambrage présente un profil de carte à deux niveaux, un premier niveau ou niveau supérieur A, correspondant au plan de connexion des billes 13i sur la face 3 du support 1, et un deuxième niveau ou niveau inférieur B, correspondant au plan des plages de connexion 9i du circuit intégré 1.

La figure 4 illustre suivant une vue en perspective, un boîtier CSP 18 selon l'invention, comportant un support 1 selon l'invention relié au circuit intégré 10 suivant le procédé selon l'invention.

La figure 5 illustre une vue en coupe du boîtier 18 de la figure 4 suivant I'axe de coupe v-v.

Le boîtier 18 comporte un circuit intégré 10, un matelas isolant électrique 12, en appui sur le circuit intégré 10, un support 1 de conducteurs électriques 2i, en appui sur le matelas 12 et sur le circuit intégré 10, assurant la liaison électrique entre un réseau de billes 13i soudées sur les conducteurs 2i et les plages de connexion 9i du circuit intégré 10 via les parties extrmes 17i des conducteurs 2i.

Le support 1 est divisé en trois parties : des premières parties latérales 7i réparties de part et d'autre d'une deuxième partie 7, ou partie centrale du support 1.

Dans ce mode de réalisation, les premières parties latérales 7i sont réparties sensiblement symétriquement par rapport à un axe médian de la partie centrale 7 du support 1, et correspond sensiblement à I'axe médian du boîtier 18.

Enfin, la figure 6 illustre suivant une vue partielle en perspective, un ensemble électronique 19 matérialisé par une carte 20 sur une face 21 de laquelle sont montés des boitiers CSP 18i selon l'invention ; la connexion des boîtiers CSP 18i sur la carte 20 étant réalisée par les billes 13i.

L'invention peut s'appliquer à la connectique de toute fonction électronique passive ou active telle que mémoire, processeur, etc., compatible des architectures CSP.