FR2856516A1 - Procede de fabrication d'un composant semi-conducteur et composant semi-conducteur - Google Patents

Procede de fabrication d'un composant semi-conducteur et composant semi-conducteur Download PDF

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Abstract

Composant semi-conducteur et procédé pour sa fabrication dans lesquels au moins un trou traversant (9) traverse une plaque-support (2a) munie, autour de ce trou, de moyens de connexion électrique présentant des zones de connexion électrique (4) sur une face avant ; une puce de circuits intégrés (10) est fixée par l'intermédaire de billes de connexion électrique (11) d'une part sur des zones de la face avant de cette plaque et d'autre part sur des plots de connexion électrique (12) de la face arrière de cette puce ; et une matière de remplissage liquide durcissable (16) introduite par ledit trou (9) remplisse au moins partiellement l'espace entre cette plaque et cette puce.

Description

i
Procédé de fabrication d'un composant semi-conducteur et composant semiconducteur La présente invention concerne le domaine des composants ou boîtiers semi-conducteurs à puces de circuits intégrés.
Un mode de fabrication connu d'un composant semi-conducteur consiste à fixer sur la face avant d'une plaque-support munie de moyens de connexion électrique, une première puce de circuits intégrés par 10 l'intermédiaire de billes de connexion électrique en contact d'une part sur des zones de connexion électrique de la face avant de la plaque et d'autre part sur des plots de la face arrière de la puce, à délivrer par l'avant, dans l'espace séparant la plaque et la puce, une matière de remplissage, à fixer sur la face avant de ladite première puce, une 15 seconde puce de circuit intégré, à relier des plots de connexion électrique de la face avant de la seconde puce à des zones de connexion électrique de la plaque par des fils de connexion électrique et, enfin, à encapsuler, en avant de la plaque, les puces et les fils de connexion électrique dans une matière d'enrobage de façon à obtenir un composant 20 semi-conducteur de forme parallélépipédique présentant des zones de connexion électrique sur la face arrière de la plaque.
Afin que la matière de remplissage remplissant l'espace entre la plaque et la première puce ne vienne pas recouvrir les zones avant de connexion électrique de la plaque sur lesquelles seront ultérieurement 25 fixés les fils de connexion électrique de la seconde puce, il convient de délivrer cette matière de remplissage au plus près de la périphérie de la première puce et de prévoir ces zones avant de connexion électrique à une distance relativement importante du bord de la première puce.
La présente invention a pour but de réduire les inconvénients ci30 dessus.
La présente invention a tout d'abord pour objet un procédé de fabrication d'un composant semi-conducteur qui consiste: à réaliser au moins un trou traversant au travers d'une plaque support munie, autour de ce trou, de moyens de connexion électrique présentant des zones de connexion électrique sur une face avant; à fixer sur ladite face avant de ladite plaque une puce de circuits intégrés par l'intermédaire de billes de connexion électrique fixées d'une part sur des zones de la face avant 5 de cette plaque et d'autre part sur des plots de connexion électrique de la face arrière de cette puce; et à délivrer, au travers dudit trou traversant, une matière de remplissage liquide durcissable entre ladite plaque et ladite puce de telle sorte qu'après durcissement, cette matière de remplissage remplisse au moins partiellement l'espace entre cette 10 plaque et cette puce.
Selon l'invention, le procédé peut consister, ultérieurement, à encapsuler, en avant de ladite plaque, au moins la partie périphérique de ladite puce dans une matière d'enrobage.
La présente invention a également pour objet un procédé de 15 fabrication d'un composant semi-conducteur, qui consiste: à réaliser au moins un trou traversant au travers d'une plaque-support munie, autour de ce trou, de moyens de connexion électrique présentant des zones de connexion électrique sur une face avant; à fixer sur ladite face avant de ladite plaque une première puce de circuits intégrés par l'intermédaire 20 de billes de connexion électrique fixées d'une part sur des zones de connexion électrique de la face avant de cette plaque-support et d'autre part sur des plots de connexion électrique de la face arrière de cette puce; à fixer par empilage, sur la face avant de ladite première puce, au moins une seconde puce de circuits intégrés; à relier des plots de 25 connexion électrique de la face avant de ladite seconde puce à des zones de connexion électrique de la face avant de ladite plaque par l'intermédiaire de fils de connexion électrique; et à délivrer, au travers dudit trou traversant, une matière de remplissage liquide durcissable, entre ladite plaque et ladite puce, de telle sorte qu'après durcissement, 30 cette matière de remplissage remplisse au moins partiellement l'espace entre cette plaque et cette puce.
Selon l'invention, lesdites billes de connexion électrique sont de préférence noyées dans ladite matière de remplissage.
Selon l'invention, le procédé peut consister, ultérieurement, à encapsuler, en avant de ladite plaque, au moins la partie périphérique desdites puces et lesdits fils de connexion électrique dans une matière d'enrobage.
Selon l'invention, ladite encapsulation est de préférence réalisée par surmoulage.
La présente invention a également pour objet un composant semi-conducteur qui comprend une plaque-support présentant au moins un trou traversant et munie, autour de ce trou, de moyens de connexion 10 électrique présentant des zones de connexion électrique sur une face avant; une puce de circuits intégrés fixée sur ladite face avant de ladite plaque-support par l'intermédaire de billes de connexion électrique fixées d'une part sur des zones de connexion électrique de la face avant de ladite plaque et d'autre part sur des plots de connexion électrique de 15 la face arrière de cette puce; une matière de remplissage remplissant au moins partiellement l'espace entre cette plaque et cette puce, et une matière d'enrobage encapsulant au moins la périphérie de ladite puce en avant de ladite plaque-support.
Selon l'invention, ledit composant peut avantageusement 20 comprendre en outre une seconde puce de circuits intégrés fixée sur ladite première puce et des fils de connexion électrique reliant des plots de connexion électrique de la face avant de ladite seconde puce à des zones de connexion électrique de la face avant de ladite plaque; ladite matière d'enrobage encapsulant, en avant de ladite plaque, au moins la 25 partie périphérique desdites puces et lesdits fils de connexion électrique.
La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un composant semiconducteur et d'un mode de fabrication de ce composant, décrits à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le 30 dessin sur lequel: - la figure 1 représente une coupe transversale d'un composant semi- conducteur selon la présente invention; - la figure 2 représente une coupe transversale dudit composant à une première étape de fabrication; - la figure 3 représente une coupe transversale dudit composant à une étape suivante de fabrication; - la figure 4 représente une coupe transversale dudit composant à une étape suivante de fabrication; - la figure 5 représente une coupe transversale dudit composant à une étape suivante de fabrication; - et la figure 6 représente une coupe transversale dudit composant à une étape suivante de fabrication.
En se reportant à la figure 1, on voit qu'on a représenté un 10 composant semi-conducteur 1 qui comprend une portion de plaquesupport, ou substrat, 2a carrée munie de moyens de connexion électrique 3 qui comprennent des zones de connexion électrique 4 prévues sur la face avant 5 de la plaquesupport 2a et des zones de connexion électrique 6 prévues sur la face arrière 7 de la plaque-support 2a, les zones avant 4 15 et les zones arrière 6 étant reliées par des lignes de connexion électrique 8.
La plaque.support 2a présente, sensiblement en son milieu, un trou traversant 9 de relativement faible diamètre.
Le composant semi-conducteur 1 comprend en outre une première 20 puce de circuits intégrés 10 qui est fixée à distance et à plat sur la face avant 5 de la plaque support 2a par l'intermédiaire de billes de connexion électrique 11 qui sont en contact d'une part avec certaines des zones de connexion électrique 4 de la plaque support 2a et d'autre part sur les zones de connexion électrique 12 prévues sur la face arrière de la 25 puce 10.
Le composant semi-conducteur 1 comprend en outre une deuxième puce de circuits intégrés 13 carrée, plus petite que la première puce 10 et fixée à plat sur la face avant de cette première puce 10, par
exemple par collage.
La seconde puce 13 présente, sur sa face avant, des plots de connexion électrique 14 qui sont reliés à certaines autres zones de connexion électrique avant 4 situées au-delà de la périphérie de la première puce 10, par l'intermédiaire de fils de connexion électrique 15 qui passent à distance de la périphérie de la première puce 10.
Le composant semi-conducteur 1 comprend en outre une matière de remplissage durcie 16 qui remplit complètement l'espace entre la plaque support 2a et la première puce 10, en noyant les billes de connexion électrique 11, ainsi qu'au moins partiellement le passage 5 traversant 9. Comme on le voit, cette matière de remplissage 16 recouvre aussi au moins certaines des zones 4 sur lesquelles sont connectés les fils de connexion électrique 15.
Le composant semi-conducteur 1 comprend enfin une matière d'enrobage 17 dans laquelle sont complètement encapsulés, en avant de 10 la plaque support 2a, les puces 10 et 13, la matière d'enrobage 16 et les fils de connexion électrique 15, le composant semi-conducteur 1 se présentant alors sous la forme d'un parallélépipède dont la partie est constituée par la plaque support 2a.
En se reportant aux figures 2 à 6, on va maintenant décrire les 15 différentes étapes de fabrication du composant semi-conducteur 1.
Comme le montre la figure 2, on part d'une plaque support 2 préfabriquée, présentant une multiplicité d'emplacements espacés 18 correspondant chacun à la portion de plaque support 2a, disposée selon une matrice rectangulaire régulière, dans lesquels sont prévus 20 respectivement des moyens de connexion électrique 3 et un trou traversant 9.
Une première étape consiste à fixer sur chaque emplacement 18 une première puce de circuit intégré 10 par l'intermédiaire de billes de connexion électrique 1 1 comme décrit précédemment.
Comme le montre la figure 3, une étape suivante consiste à fixer à plat, sur la face avant de chaque première puce 10, une seconde puce 13 comme décrit précédemment.
Comme le montre la figure 4, une étape suivante consiste, sur chaque emplacement 18, à installer les fils de connexion électrique 15 30 comme décrit précédemment.
Comme le montre la figure 5, l'opération suivante consiste à placer la plaque support 2 à l'envers sur l'extrémité supérieure de colonne 19 d'un réceptacle 20, dans une position telle que les trous traversants 9 sont ouverts vers le haut et que les puces 10 et 13 sont en- dessous de la plaque 2, les colonnes 20 étant placées de façon à ne pas entrer en contact avec les fils de connexion électrique 15.
Dans cette position renversée, l'opération suivante consiste, à l'aide d'au moins une aiguille 21, à délivrer une quantité calibrée de la 5 matière de remplissage 16, à l'état liquide, successivement au travers de chaque trou traversant 9 de façon à remplir successivement les espaces entre chaque première puce 10 et la plaque 2, la matière liquide se propageant par capillarité.
Lorsque la matière de remplissage 16 est durcie, l'opération 10 suivante consiste, comme le montre la figure 6, à placer l'ensemble obtenu précédemment dans la cavité d'un moule d'injection 22 et à injecter, en avant de la plaque 2, une matière d'enrobage 17 de façon à constituer un bloc d'encapsulation unique 17.
La dernière opération consiste, comme également représenté sur 15 la figure 6, à effectuer une opération de sciage de l'ensemble obtenu après injection, suivant des lignes 23, pour ainsi obtenir autant de composants semi-conducteurs 1, tels qu'individuellement décrits en référence à la figure 1, que la plaque- support 2 présentait d'emplacements 18.
Dans un exemple, la première puce 10 pourrait contenir des éléments électroniques passifs ou radio-fréquence et la seconde puce 13 pourrait contenir des mémoires.
La présente invention ne se limite pas à l'exemple ci-dessus décrit. Bien des variantes de réalisation sont possibles sans sortir du 25 cadre défini par les revendications annexées.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un composant semi-conducteur, caractérisé par le fait qu'il consiste: - à réaliser au moins un trou traversant (9) au travers d'une plaque- support (2a) munie, autour de ce trou, de moyens de connexion 5 électrique présentant des zones de connexion électrique (4) sur une face avant; - à fixer sur ladite face avant de ladite plaque-support une puce de circuits intégrés (10) par l'intermédaire de billes de connexion électrique (11) fixées d'une part sur des zones de la face avant de cette 10 plaque et d'autre part sur des plots de connexion électrique (12) de la face arrière de cette puce; - et à délivrer, au travers dudit trou traversant, une matière de remplissage liquide durcissable (16) entre ladite plaque et ladite puce de telle sorte qu'après durcissement, cette matière de remplissage 15 remplisse au moins partiellement l'espace entre cette plaque et cette puce.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites billes de connexion électrique (11) sont noyées dans ladite matière de remplissage (16).
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il consiste, ultérieurement, à encapsuler, en avant de ladite plaque, au moins la partie périphérique de ladite puce dans une matière d'enrobage (17a).
4. Procédé de fabrication d'un composant semi-conducteur, 25 caractérisé par le fait qu'il consiste: - à réaliser au moins un trou traversant (9) au travers d'une plaque- support munie, autour de ce trou, de moyens de connexion électrique présentant des zones de connexion électrique (4) sur une face avant; - à fixer sur ladite face avant de ladite plaque une première puce de circuits intégrés (10) par l'intermédaire de billes de connexion électrique (11) fixées d'une part sur des zones de connexion électrique (4) de la face avant de cette plaque-support et d'autre part sur des plots de connexion électrique (12) de la face arrière de cette puce; - à fixer par empilage, sur la face avant de ladite première puce, au moins une seconde puce de circuits intégrés (13); - à relier des plots de connexion électrique (14) de la face avant de ladite seconde puce à des zones de connexion électrique de la face avant de ladite plaque par l'intermédiaire de fils de connexion électrique (15); - et à délivrer, au travers dudit trou traversant (9), une 10 matière de remplissage liquide durcissable (16), entre ladite plaque et ladite puce, de telle sorte qu'après durcissement, cette matière de remplissage remplisse au moins partiellement l'espace entre cette plaque et cette puce.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que 15 lesdites billes de connexion électrique (11) sont noyées dans ladite matière de remplissage.
6. Procédé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait qu'il consiste, ultérieurement, à encapsuler, en avant de ladite plaque, au moins la partie périphérique desdites puces et lesdits fils de 20 connexion électrique dans une matière d'enrobage (17a).
7. Procédé selon l'une des revendications 3 et 6, caractérisé par le fait que ladite encapsulation est réalisée par surmoulage.
8 Composant semi-conducteur, caractérisé par le fait qu'il comprend une plaque-support (2a) présentant au moins un trou 25 traversant (9) et munie, autour de ce trou, de moyens de connexion électrique présentant des zones de connexion électrique (4) sur une face avant; une puce de circuits intégrés (10) fixée sur ladite face avant de ladite plaque par l'intermédaire de billes de connexion électrique (11) fixées d'une part sur des zones de connexion électrique (4) de la face 30 avant de ladite plaque-support et d'autre part sur des plots de connexion électrique de la face arrière de cette puce; une matière de remplissage (16) remplissant au moins partiellement l'espace entre cette plaque et cette puce, et une matière d'enrobage encapsulant au moins la périphérie de ladite puce en avant de ladite plaque-support.
9. Composant selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une seconde puce de circuits intégrés (13) fixée sur ladite première puce (10) et des fils de connexion électrique (15) reliant des plots de connexion électrique (14) de la face avant de ladite 5 seconde puce à des zones de connexion électrique (4) de la face avant de ladite plaque; ladite matière d'enrobage (17a) encapsulant, en avant de ladite plaque, au moins la partie périphérique desdites puces et lesdits fils de connexion électrique.
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