COMMUTATION DE PUISSANCE

La présente invention revendique la priorité de la demande française 1903229 déposée le 28 mars 2019 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

La présente invention concerne de manière générale le domaine de l’électronique de puissance. Plus particulièrement, l’invention se rapporte à un procédé de fabrication bas coût d’un élément modulaire de commutation de puissance, en tant que brique modulaire élémentaire de commutation pour la construction d’ensembles de commutation de puissance compacts et démontables.

Les modules de commutation de puissance sont nécessaires pour la construction des dispositifs électroniques de puissance. Ces modules de commutation de puissance peuvent être associés pour former des ponts de commutation ou associés en parallèle pour passer le courant voulu. Les branches de pont de commutation composés de deux interrupteurs électroniques de puissance sont des modules de puissance élémentaires très largement répandus pour la réalisation de dispositifs électroniques de puissance tels que des onduleurs et convertisseurs de puissance.

Dans l’état actuel de la technique, il est habituel de faire appel à des processus de fabrication dans lesquels les modules de commutation en cours de réalisation sont acheminés en série et passent par différentes étapes comprenant la réalisation de la structure, la mise en place des composants et puces électroniques et la réalisation des interconnexions électriques. La structure requiert différents processus sérialisés qui impactent les coûts de manière conséquente. Plusieurs étapes de retrait de matière faisant notamment appel au découpage et au perçage sont habituellement nécessaires. Des phases successives faisant appel à la photolithographie sont effectuées pour des dépôts et des gravures humides partiels, ainsi que des étapes de perçage par foret ou rayon laser de micro-trous, dits « microvias », qui sont ensuite remplis de cuivre pour interconnecter des composants enterrés. Des techniques de soudure telles que, par exemple, le brasage, la soudure en phase liquide transitoire dite soudure TLP ou le frittage de poudre de nanoparticules métalliques sont employées pour les interconnexions électriques. Par ailleurs, il est fréquemment utilisée la technologie dite HDI, de « High Density Interconnect » en anglais, qui fait appel à des processus de fabrication pouvant comprendre un grand nombre phases successives.

Par ailleurs, dans l’état de la technique, il est connu pour la réalisation de modules de commutation de puissance, d’encapsuler les puces de puissance en faisant à appel une technologie dérivée de la technologie dite « IMS » (pour « Insulated Métal Substrate »). La puce est implantée dans une structure en sandwich entre deux plaques conductrices en cuivre. Des techniques de dépôt électrolytique de cuivre et de frittage d’argent sont utilisées pour l’interconnexion électrique de la puce. Des diélectriques composés de résines de type époxy, renforcées ou pas à la fibre de verre, ou de polyimides, sont utilisés pour l’isolation électrique.

Les besoins actuels poussent vers une recherche de davantage de modularité notamment pour permettre la réalisation de différents circuits, du plus simple au plus complexe, à partir de la même brique modulaire élémentaire, accroître la standardisation et réduire les coûts. Par ailleurs, une modularité plus poussée permet de réduire la valeur du rebus de fabrication, compte-tenu de la possibilité de tester la fonctionnalité au niveau des briques modulaires élémentaires.

La compacité des modules de commutation de puissance est une caractéristique essentielle, non seulement pour la réduction des coûts matières, mais aussi pour atteindre les meilleurs compromis de conception. En effet, la compacité est favorable notamment à la réduction des éléments parasites résistifs et inductifs. La réduction des inductances parasites, notamment dans les bus barres de puissance, est importante pour protéger les circuits contre des surtensions potentiellement destructrices, améliorer la maîtrise des rayonnements électromagnétiques, réduire la chaleur générée et augmenter la vitesse de commutation.

La compacité des architectures est aussi requise pour une utilisation judicieuse de nouveaux semi-conducteurs de puissance, comme aujourd’hui le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de gallium (GaN) et, prochainement, le diamant. En effet, les densités de puissance et les fréquences de commutation plus élevées apportées par les nouveaux semi-conducteurs de puissance poussent à davantage de compacité. Les architectures 3D présentent un intérêt certain pour accroître la compacité des modules et des dispositifs électroniques de puissance. Cependant, les contraintes de refroidissement sont critiques dans ces architectures et des solutions efficientes doivent y être implémentées. Une extraction de l’énergie dissipée au plus près des puces de puissance est nécessaire afin de maintenir les températures des composants en dessous de valeurs critiques et garantir l’équilibre thermique. Un refroidissement double face des puces de puissance est souhaitable. Des dispositifs de refroidissement performants par liquide caloporteur et/ou faisant appel à des caloducs peuvent être requis.

Les architectures qui facilitent la réalisation des dispositifs du type dits « SiP » (pour « System in Package » en anglais) sont intéressantes pour le bénéfice qu’elles apportent en termes de niveau d’intégration et de compacité. Une architecture de module de commutation de puissance qui autorise de la flexibilité dans la localisation spatiale des électrodes est intéressante pour la réalisation des dispositifs « SiP ».

La démontabilité des architectures, jusqu’à la brique la plus élémentaire possible, est un atout appréciable pour la réparabilité. La technologie dite "press-pack", dans laquelle les contacts électriques sont assurés à l’aide de moyens mécaniques de pression ou serrage, permet de réaliser des briques modulaires élémentaires testables et remplaçables, tout en apportant une amélioration de la fiabilité dans les applications à cyclages thermiques sévères, par l’élimination des soudures.

Il apparaît aujourd’hui souhaitable de proposer un procédé de fabrication bas coût d’un élément modulaire de commutation de puissance pouvant servir de brique modulaire élémentaire de commutation pour la construction d’ensembles de commutation de puissance compacts et démontables. Un tel procédé doit être adapté pour l’intégration des nouveaux semi-conducteurs de puissance SiC et GaN, ainsi que pour les technologies 3D et « press-pack ».

Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un élément modulaire de commutation de puissance comprenant des premier et deuxième blocs stratifiés entre lesquels est enserrée au moins une puce de transistor, les premier et deuxième blocs stratifiés comportant respectivement des premier et deuxième bus- barres sur lesquels sont stratifiées des couches internes diélectriques et conductrices. Conformément à l’invention, le procédé comprend, préalablement à la stratification des premier et deuxième blocs stratifiés, la fabrication en parallèle d’une première ébauche du premier bloc stratifié et d’une deuxième ébauche du deuxième bloc stratifié, et la fabrication en parallèle comprenant au moins une opération de poinçonnage et/ou matriçage à l’emporte-pièce réalisant au moins un orifice dans le premier bus-barre et/ou le deuxième bus-barre, une réalisation d’une couche diélectrique recouvrant l’intérieur de l’orifice et une métallisation de l’intérieur de l’orifice incluant la couche diélectrique.

Selon une caractéristique particulière, la fabrication en parallèle comprend également au moins une opération d’estampage du premier bus-barre et/ou du deuxième bus- barre réalisant au moins une cavité sur une face du premier bus-barre et/ou du deuxième bus-barre.

Selon une autre caractéristique particulière, la fabrication en parallèle comprend également au moins une opération de matriçage à l’emporte-pièce découpant au moins un tronçon de préimprégné diélectrique et/ou un tronçon de feuille métallique pour la réalisation des couches internes diélectriques et conductrices.

Selon encore une autre caractéristique particulière, le tronçon de feuille métallique a une épaisseur de sensiblement 17 microns.

Selon encore une autre caractéristique particulière, la métallisation de l’intérieur de l’orifice comporte un dépôt électrolytique d’une couche de cuivre ayant une épaisseur d’au moins 35 microns.

Selon encore une autre caractéristique particulière, la fabrication en parallèle comprend également au moins une opération d’électrodéposition de cuivre ou d’étain.

Selon encore une autre caractéristique particulière, la fabrication en parallèle comporte au moins une opération de définition précise d’un élément de connexion par photolithographie et gravure humide.

Selon encore une autre caractéristique particulière, l’orifice est dédié à l’interconnexion électrique d’une électrode de commande de ladite au moins une puce de transistor. L’invention concerne aussi un élément modulaire de commutation de puissance fabriqué par la mise en œuvre du procédé tel que décrit brièvement ci-dessus.

L’invention concerne aussi un ensemble de commutation de puissance démontable comprenant une pluralité d’éléments modulaires et au moins un élément d’assemblage et d’interconnexion ayant au moins une broche conductrice logée dans des orifices des éléments modulaires.

D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-dessous d’une forme de réalisation particulière de l’invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : La Fig.1 est une vue simplifiée montrant un concept d’un ensemble de commutation de puissance compact et démontable formé de plusieurs éléments modulaires, dans le cadre duquel se situe la présente invention.

La Fig.2 est une vue simplifiée en coupe montrant un élément modulaire de commutation de puissance obtenu par la mise en œuvre du procédé selon l’invention. La Fig.3 est une vue simplifiée en coupe montrant l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2 préalablement à la stratification de deux blocs stratifiés formant celui-ci.

Fig.4 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.5 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.6 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2. Fig.7 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.8 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.9 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2. Fig.10 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.1 1 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.12 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.13 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.14 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2. Fig.15 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2. Fig.16 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.17 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.18 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2. Fig.19 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.20 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.21 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un premier bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.22 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un deuxième bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.23 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un deuxième bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2. Fig.24 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un deuxième bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2. Fig.25 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un deuxième bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.26 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un deuxième bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.27 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un deuxième bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2. Fig.28 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un deuxième bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.29 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un deuxième bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.30 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un deuxième bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Fig.31 est une vue simplifiée en coupe d’une étape d’une succession d’étapes de fabrication pour un deuxième bloc stratifié compris dans l’élément modulaire de commutation de puissance de la Fig.2.

Le procédé selon l’invention présente un intérêt particulier pour la construction d’un ensemble de commutation de puissance compact et démontable dont un exemple AS est montré schématiquement à la Fig.1 . Comme montré à la Fig.1 , le concept de l’ensemble de commutation de puissance démontable AS repose sur l’assemblage de plusieurs éléments modulaires de commutation de puissance standard 1 A, 1 B, 1 C, ... , à l’aide d’éléments d’assemblage et d’interconnexion standard BIA. Les éléments modulaires standard comportent une pluralité d’orifices métallisés OR dans lesquels se logent des broches conductrices d’assemblage BR. Les éléments d’assemblage et d’interconnexion Bl se présentent typiquement sous la forme de barres ou plaquettes conductrices, typiquement en cuivre, qui portent les broches conductrices d’assemblage BR. Les broches conductrices d’assemblage BR sont montées, avec serrage, dans des orifices de la barre conductrice. Les orifices métallisés OR et les éléments d’assemblage et d’interconnexion Bl ont pour fonction d’assurer l’assemblage mécanique et les liaisons électriques entre les éléments modulaires de commutation de puissance. On notera que ce concept facilite l’obtention de canaux de circulation de fluide, en maintenant un écartement prédéterminé entre les éléments modulaires au moyen des broches.

Une forme de réalisation particulière MP d’un élément modulaire de commutation de puissance obtenu par la mise en œuvre du procédé de l’invention est montrée à la Fig.2.

L’élément modulaire de commutation de puissance MP, montré à la Fig.2 de manière partielle, est un ensemble stratifié. Deux puces de transistor CPi et CP2 sont ici intégrées dans l’élément modulaire MP. Les puces de transistors CP1 et CP2 sont ici connectées en parallèle pour passer davantage de courant. Comme visible à la Fig.2, l’élément modulaire MP est obtenu par la stratification de deux blocs stratifiés BL et BH formés respectivement sur des bus-barres BBL et BBH. Les blocs stratifiés BL et BH enserrent entre eux les puces de transistor CP1 et CP2.

Des ébauches des blocs BL et BH avant la stratification sont montrés à la Fig.3. La stratification des deux blocs BL et BH est obtenue typiquement par pression (flèches F) et passage au four de stratification. La polymérisation de tronçons de préimprégné DE3 à DE10 et DE12 à DE14 assurent la fixation mécanique de l’ensemble. La soudure (Ag) assure les connexions électriques et mécaniques des électrodes des puces de transistor CP1 et CP2.

Dans cet exemple de réalisation, comme visible aux Figs.2 et 3, des orifices OR1 et OR2 sont réalisés respectivement dans les blocs BL et BH. Comme cela apparaît à la Fig.2, postérieurement à la stratification des blocs BL et BH, les orifices OR1 et OR2 pourront être rendus communiquant de façon à constituer un orifice traversant. Pour cela, après la stratification des blocs BL et BH, un perçage, par exemple au rayon laser, pourra être réalisé, ainsi qu’un complément de métallisation, si nécessaire. On notera que l’orifice métallisé OR1 , dans cette forme de réalisation particulière, permet d’amener sur la face basse de l’élément modulaire MP une connexion à des électrodes de grille G1 , G2, des puces de transistor CPi et CP2.

Conformément au procédé de l’invention, les ébauches des blocs stratifiés, BL et BH, sont réalisées par des processus de fabrication parallèles qui sont détaillés plus bas en référence aux Figs.4 à 21 et Figs.22 à 31 .

Le procédé de fabrication bas coût selon l’invention fait appel à des processus de fabrication parallèles qui permettent de réduire les temps de fabrication et permettent d’optimiser au mieux l’usage des installations et équipements de fabrication. Des techniques de poinçonnage et d’estampage et/ou de matriçage à l’emporte-pièce sont privilégiées pour réduire les coûts de réalisation des structures. Il est ainsi possible de réduire, voire supprimer totalement, différentes phases successives faisant appel à la photolithographie pour des dépôts et des gravures humides partiels, ainsi que des étapes d’usinage mécanique ou au rayon laser. Par ailleurs, il est utilisé les techniques de fabrication des cartes à circuit imprimé, dites PCB de « Printed Circuit Board » en anglais, qui sont parfaitement maîtrisées et permettent une fabrication à faible coût. De manière générale, outre le poinçonnage, l’estampage et/ou le matriçage à l’emporte-pièce, il pourra être fait appel à une combinaison de différentes techniques de fabrication comprenant la stratification, la photolithographie, l’électrodéposition de métal, la gravure humide et d’autres. Pour l’interconnexion des puces de puissance, il pourra être fait appel à la soudure en phase liquide transitoire dite soudure TLP, le frittage de poudre de nanoparticules métalliques ou la soudure par diffusion. La découpe et le perçage laser seront également utilisés.

Le procédé selon l’invention comporte la réalisation d’orifices métallisés de type PTH, pour « Plated Through Hole » en anglais, notamment pour l’interconnexion électrique des électrodes de grille des puces de transistors. Les différentes étapes nécessaires à la réalisation de ces orifices métallisés sont détaillées plus bas dans la description de la fabrication des ébauches des blocs stratifiés BL et BH. En référence aux Figs.4 à 21 , il est maintenant décrit en détail ci-dessous différentes étapes de fabrication E1 à E18 intervenant dans le processus de fabrication de l’ébauche du bloc stratifié BL.

Les Figs.4 et 5 montrent respectivement une étape d’estampage E1 et une étape de poinçonnage E2 réalisées sur le bus-barre BBL. Ces étapes initiales E1 et E2 sont prévues pour la mise en forme du relief haut du bus-barre BBL et la réalisation d’un trou traversant TR1 . Une cavité EV1 est ainsi obtenue sur la face haute du bus-barre BBL. Le trou traversant TR1 est ici destiné à la réalisation de l’orifice métallisé OR1 de type PTH visible notamment à la Fig.2. Le trou traversant TR1 est poinçonné dans la cavité EV1 .

On notera que les étapes d’estampage E1 et de poinçonnage E2 pourront être remplacées par des étapes classiques de photolithographie et de perçage dans le cas d’un prototype ou d’une petite série. Typiquement, une gravure humide sur une épaisseur supérieure à 35 pm et une électrodéposition de métal sur une épaisseur inférieure à 35 pm seront alors réalisées.

Les Figs.6 et 7 montrent respectivement une étape de remplissage de diélectrique E3 et une étape de dépôt de couche diélectrique E4. A l’étape E3, le trou traversant TR1 est rempli avec une résine diélectrique DE1 du type époxy. A l’étape E4, une couche diélectrique DE2 est déposée dans la cavité EV1 et recouvre le fond de celle-ci ainsi que le trou rempli TR1 . La couche diélectrique DE2 est formée d’un préimprégné composé typiquement de fibres diélectriques enduites d’une résine de type époxy partiellement polymérisée. La couche diélectrique DE2 est découpée typiquement par matriçage ou estampage à l’emporte-pièce. On notera que dans le cas d’un prototype ou d’une petite série, le découpage de la couche diélectrique DE2 pourra être effectué au rayon laser.

A l’étape E5, montrée à la Fig.8, un ou tronçon de feuille de cuivre ou pastille de cuivre CU1 , ayant typiquement une épaisseur de 17 miti, est découpée typiquement dans une feuille de cuivre par matriçage ou estampage à l’emporte-pièce et est déposée au-dessus de la couche diélectrique DE2. On notera que dans le cas d’un prototype ou d’une petite série, le découpage de la pastille de cuivre CU1 pourra être effectué au rayon laser. A l’étape E6, montrée à la Fig.9, la résine diélectrique DE1 et la couche diélectrique DE2 sont polymérisées, typiquement par passage au four.

L’étape E7, montrée à la Fig.10, est une opération de perçage, typiquement au foret ou au rayon laser. La feuille de cuivre CU1 ainsi que la résine diélectrique DE1 polymérisée remplissant le trou traversant TR1 sont percés. Le trou traversant TR1 reste ainsi recouvert d’une couche diélectrique DL1 . Une opération de nettoyage des résidus de résine, dite « desmear » par l’homme du métier, est ensuite effectuée, ainsi qu’une première opération de métallisation, par électrodéposition de cuivre, sur la face haute de l’ébauche du bloc BL et à l’intérieur du trou traversant TR1 .

Les étapes E8 et E9, montrées aux Figs.1 1 et 12, correspondent à une opération de photolithographie pour la réalisation d’une protection MA1 sur une tranchée circonférentielle RA1 autour de la pastille de cuivre CU1 . Une résine photorésist PR1 , déposée à l’étape E8, et une exposition à un rayonnement ultraviolet à travers un masque permettent d’obtenir la protection MA1 .

L’étape E10, montrée à la Fig.13, est une deuxième opération de métallisation, par dépôt électrolytique de cuivre. Cette métallisation permet d’obtenir une couche de cuivre CU2 qui recouvre l’intérieur du trou traversant TR1 avec sa couche diélectrique DL1 et la face haute de l’ébauche du bloc BL, à l’exception de la tranchée circonférentielle RA1 .

A l’étape E1 1 , montrée à la Fig.14, une opération d’électrodéposition est effectuée pour déposer une couche d’étain Sn au-dessus de la couche de cuivre CU2 réalisée à l’étape E13 et à l’intérieur du trou traversant TR1 .

A l’étape E12, montrée à la Fig.15, la protection MA1 formée de résine photorésist est décapée et une gravure humide du cuivre est réalisée. La gravure humide du cuivre intervient essentiellement dans la tranchée RA1 et permet d’obtenir une définition précise pour la pastille de cuivre CU1 en tant qu’élément de connexion.

L’étape E13, montrée à la Fig.16, est une opération de décapage de la couche d’étain Sn qui retire celle-ci de la couche de cuivre CU2 et de l’intérieur du trou traversant TR1 . Aux étapes E14 et E15, montrées aux Figs.17 et 18, la tranchée RA1 est comblée avec une résine diélectrique de type époxy et des tronçons de préimprégné DE3 à DE7 sont déposés sur la face haute de l’ébauche du bloc BL de façon à définir des cavités de soudure CA1 à CA4. Les tronçons de préimprégné DE3, DE4, DE6 et DE7 sont placés au-dessus des tranchées comblées RA1 et le tronçon de préimprégné DE5 est placé au-dessus du trou traversant TR1 . Les tronçons de préimprégné DE3 à DE7 sont découpés typiquement par matriçage ou estampage à l’emporte-pièce. On notera que dans le cas d’un prototype ou d’une petite série, le découpage des tronçons de préimprégné DE3 à DE7 pourra être effectué au rayon laser.

L’étape E16, montrée à la Fig.19, correspond à un remplissage des cavités de soudure CA1 à CA4 avec une soudure à l’argent Ag. La technique du pochoir d’impression est utilisée typiquement pour le dépôt de la soudure dans les cavités CA1 à CA4. On notera que dans le cas d’un prototype ou d’une petite série, la technique de la seringue de distribution pourra être également utilisée pour distribuer la soudure.

L’étape E17, montrée à la Fig.20, correspond à la mise en place des puces de transistor CPi et CP2 à des emplacements EP1 et EP2, respectivement. La puce de transistor CP1 est ainsi posée au-dessus des cavités de soudure CA1 et CA2 qui, avec la soudure, sont destinées à former des points d’interconnexion avec des électrodes de source S1 et de grille G1 de la puce de transistor CP1. La puce de transistor CP2 est posée au-dessus des cavités de soudure CA3 et CA4 qui, avec la soudure, sont destinées à former des points d’interconnexion avec des électrodes de grille G2 et de source S2 de la puce de transistor CP2.

A l’étape E18, montrée à la Fig.21 , les puces de transistor CP1 et CP2 sont situées à leurs emplacements respectifs EP1 et EP2 et des tronçons de préimprégné DE8, DE9 et DE10 sont déposés sur la face haute de l’ébauche du bloc BL, respectivement au- dessus des tronçons de préimprégné DE3, DE5 et DE7, de façon à combler des évidements restant autour des puces de transistor CP1 et CP2.

A l’étape E18, l’ébauche du bloc stratifié BL est achevée et est dans l’état montré à la Fig.3, c’est-à-dire, dans un état où les tronçons de préimprégné DE3 à DE10 ne sont pas encore polymérisés et où l’ébauche est prête pour une stratification avec l’ébauche du bloc stratifié BH.

En référence aux Figs.22 à 31 , il est maintenant décrit en détail ci-dessous différentes étapes de fabrication E19 à E28 intervenant dans le processus de fabrication de l’ébauche du bloc stratifié BH.

La Fig.22 montre une étape de poinçonnage E19 qui est réalisée sur le bus-barre BBH. Cette étape E19 permet l’obtention d’un trou traversant TR2 qui est ici destiné à la réalisation de l’orifice métallisé OR2 de type PTH visible à la Fig.2. Dans le cas d’un prototype ou d’une petite série, on notera que le poinçonnage pourra dans cette étape E19 être remplacé par une opération de perçage/fraisage.

Les Figs.23 et 24 montrent respectivement une étape de remplissage de diélectrique E20 et une étape de polymérisation E21 . A l’étape E20, le trou traversant TR2 est rempli avec une résine diélectrique DE1 1 du type époxy. A l’étape E21 , la résine diélectrique DE1 1 est polymérisée, typiquement par passage au four.

L’étape E22, montrée à la Fig.25, est une opération de perçage, typiquement au foret ou au rayon laser. Le diélectrique polymérisé remplissant le trou traversant TR2 est percé. Le trou traversant TR2 reste recouvert d’une couche diélectrique DL2, avec une collerette diélectrique CD présente au niveau de l’ouverture haute du trou traversant TR2. Une opération de nettoyage des résidus de résine est aussi effectuée pour préparer la métallisation.

Les étapes suivantes E23 et E24, montrées aux Figs.26 et 27, correspondent respectivement à une première métallisation par électrodéposition de cuivre et une deuxième métallisation par dépôt électrolytique de cuivre pour la réalisation d’une couche de cuivre CU3 recouvrant la couche diélectrique DL2 du trou traversant TR2 et la face haute de l’ébauche du bloc BH. De préférence, l’épaisseur du dépôt de cuivre obtenu avec la deuxième métallisation sera supérieure à 35 pm.

A l’étape E25, montrée à la Fig.28, une opération d’électrodéposition est effectuée pour déposer une couche d’étain Sn au-dessus de la couche de cuivre CU2 et à l’intérieur du trou traversant TR2. A la Fig.29, l’ébauche du bloc BH est montrée dans l’état obtenu après la réalisation d’étapes E26 comprenant une gravure humide par photolithographie et un décapage de la couche d’étain Sn. La gravure humide permet de réaliser une tranchée circonférentielle RA2 autour de l’ouverture haute du trou traversant TR2.

A l’étape E27, montrée à la Figs.30, la tranchée RA2 est comblée avec une résine diélectrique de type époxy et des tronçons de préimprégné DE12 à DE14 sont déposés sur la face haute de l’ébauche du bloc BH de façon à définir des cavités de soudure CA5 et CA6. Le tronçon de préimprégné DE13 couvre le trou traversant TR2 et la tranchée comblée RA2. Les tronçons de préimprégné DE12 à DE14 sont découpés typiquement par matriçage ou estampage à l’emporte-pièce. On notera que dans le cas d’un prototype ou d’une petite série, le découpage des tronçons de préimprégné DE12 à DE14 pourra être effectué au rayon laser.

L’étape E28, montrée à la Fig.31 , correspond à un remplissage des cavités de soudure CA5 et CA6 avec une soudure à l’argent Ag. La technique du pochoir d’impression est utilisée typiquement pour le dépôt de la soudure dans les cavités CA5 et CA6. On notera que dans le cas d’un prototype ou d’une petite série, la technique de la seringue de distribution pourra être également utilisée pour distribuer la soudure.

A l’étape E28, l’ébauche du bloc BH est achevée et celle-ci est ensuite assemblée à l’ébauche du bloc BL. L’assemblage et la stratification des blocs BL et BH est réalisé comme décrit plus haut en référence aux Figs.2 et 3. La soudure contenue dans les cavités CA5 et CA6 permet de souder des électrodes de drain des puces de transistor CP1 et CP2 sur le bus-barre BBH.

L’invention ne se limite pas à la forme de réalisation particulière qui a été décrite ici à titre d’exemple. L’homme du métier, selon les applications, pourra apporter différentes modifications et variantes entrant dans le champ de protection de l’invention.

Bien entendu, l’invention ne se limite pas à la forme de réalisation particulière qui a été décrite ici à titre d’exemple. L’homme du métier, selon les applications considérées, pourra apporter différentes modifications et variantes entrant dans le champ de protection de l’invention.