FR3055166A1 - Procede de connection intercomposants a densite optimisee - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de connexion électrique par hybridation d'un premier composant (100) à un deuxième composant (200). Le procédé comportant les étapes suivantes : formation de plots en matériau ductile (111, 121) en contact respectif des zones de connexion (110, 120) du premier composant (100) ; formation d'inserts (211, 221) en matériau conducteur en contact de des zones de connexion (210, 220) du deuxième composant (200) ; formation de barrières d'hybridation (212, 222) disposées entre les inserts (211, 221) et isolées électriquement l'une de l'autre, lesdites première et deuxième barrière d'hybridation (212, 222) pour faire office de barrière en contenant la déformation des plots en matériau ductile (111, 121) lors de la connexion des zones de connexion (210, 220) du premier composant (100) avec celles du deuxième composant (200). L'invention concerne en outre un ensemble (1) de deux composants (100, 200) connectés

Description

Titulaire(s) : COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES Etablissement public.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : BREVALEX Société à responsabilité limitée.
FR 3 055 166 - A1 (54) PROCEDE DE CONNECTION INTERCOMPOSANTS A DENSITE OPTIMISEE.
(57) L'invention concerne un procédé de connexion électrique par hybridation d'un premier composant (100) à un deuxième composant (200). Le procédé comportant les étapes suivantes: formation de plots en matériau ductile (111, 121) en contact respectif des zones de connexion (110,120) du premier composant (100) ; formation d'inserts (211,221 ) en matériau conducteur en contact de des zones de connexion (210,220) du deuxième composant (200) ; formation de barrières d'hybridation (212, 222) disposées entre les inserts (211, 221) et isolées électriquement l'une de l'autre, lesdites première et deuxième barrière d'hybridation (212, 222) pour faire office de barrière en contenant la déformation des plots en matériau ductile (111, 121) lors de la connexion des zones de connexion (210, 220) du premier composant (100) avec celles du deuxième composant (200). L'invention concerne en outre un ensemble (1) de deux composants (100, 200) connectés
Figure FR3055166A1_D0001
Figure FR3055166A1_D0002
Figure FR3055166A1_D0003
PROCÉDÉ DE CONNECTION INTERCOMPOSANTS À DENSITÉ OPTIMISÉE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne le domaine de la micro-électronique et de l'optoélectronique et concerne plus particulièrement les méthodes de connexion de composants de la microélectronique et de l'optoélectronique entre eux et notamment les méthodes de connexion verticale (également connues sous les dénominations « hybridation » et « à puce retournée », et mieux connues par leur dénomination anglaise « flip-chip »).
L'invention a ainsi pour objet un procédé de connexion de deux composants entre eux et un ensemble comprenant deux composants connectés entre eux.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Pour certaines applications, notamment l'optoélectronique, il peut être nécessaire de connecter des composants entre eux. C'est ainsi particulièrement le cas pour les applications à la détection de lumière dans lequel le composant de capture de lumière est généralement intégré dans un substrat en semiconducteur lll-V, tel qu'un substrat en nitrure de gallium GaN, alors que l'électronique de traitement pour traiter les signaux obtenus par le composant de capture est intégrée dans un substrat silicium Si.
Pour connecter ces composants entre eux, il est connu d'utiliser les méthodes de connexion verticale ou d'hybridation. Lors de la mise en œuvre d'un procédé selon ces méthodes et pour la connexion d'un premier et d'un deuxième composant, le premier et deuxième composant comportent respectivement une première et une deuxième face de connexion, la première face de connexion comportant au moins une première et une deuxième zone de connexion à connecter respectivement à au moins une troisième et une quatrième zone correspondante de la deuxième face de connexion. Le procédé comporte les étapes suivantes :
- formation d'un premier et un deuxième plot en matériau ductile, tels qu'une première et deuxième bille d'indium, en contact respectif avec la première et la deuxième zone de connexion,
- formation d'un troisième et un quatrième plot en matériau ductile, tels qu'une troisième et une quatrième bille d'indium, en contact respectif avec la troisième et de la quatrième zone de connexion,
- connexion de la première et de la deuxième zone de connexion avec respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion, les première et deuxième zones de connexion étant en vis-à-vis des troisième et quatrième zones de connexion et la connexion se faisant par thermocompression.
Afin d'abaisser ia température utilisée pendant l'étape de connexion et de diminuer la distance entre les zones de contact pour ainsi augmenter la densité des connexions, il est connu des documents W02006/054005 et WO2009/115686 de prévoir en lieu et place des troisième et quatrième plots en matériau ductile, un premier et un deuxième insert en contact respectivement de la troisième et de la quatrième zone de connexion.
De cette manière, lors de l'étape de connexion des première et deuxième zones de connexion avec les troisième et quatrième zones de connexion, le premier et le deuxième insert va présenter une surface de contact relativement faible et adaptée pour venir s'insérer dans le plot en matériau ductile correspondant. Cela permet de réduire significativement les besoins en température et en pression pour l'obtention d'une telle insertion. II est donc possible de réduire la température et la pression utilisées pendant la thermocompression et donc de contrôler au mieux l'écrasement du plot en matériau ductile.
Néanmoins, même avec un tel contrôle de l'écrasement du plot en matériau ductile, la densité des connexions que permet d'obtenir un tel procédé de connexion reste limitée. En effet, si on prend un dimensionnement classique des plots de matériau ductile de 3,5 pm de diamètre et des inserts du type micro-tube, tels que divulgués dans le document WO2009/115686, d'un diamètre de 2 pm, il est nécessaire d'avoir un pas entre les zones de connexion supérieur à 5 pm pour éviter tout risque de court-circuit entre deux zones de connexion adjacentes. Une telle contrainte est liée au fait que lors de la connexion, et donc de l'insertion des inserts dans les plots en matériau ductile, la déformation des plots en matériau ductile peut se faire en direction de zones adjacentes et entraîner des connexions, c'est-à-dire des courts-circuits, entre des plots en matériau ductile adjacents.
Ainsi, il n'est pas connu dans l'art antérieur de procédé de connexion entre deux composants qui permette d'obtenir une densité satisfaisante sans risque de court-circuit entre deux zones de connexion adjacentes.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
La présente invention vise à remédier à cet inconvénient et a donc plus précisément pour objet de fournir un procédé de connexion de deux composants ne présentant pas de risque de court-circuit entre deux zones de connexion adjacentes ceci même pour des densités importantes de connexions.
L'invention concerne à cet effet un procédé de connexion électrique par hybridation d'un premier composant à un deuxième composant, le premier et deuxième composant comportant respectivement une première et une deuxième face de connexion, la première face de connexion comportant au moins une première et une deuxième zone de connexion à connecter respectivement à au moins une troisième et une quatrième zone de connexion correspondante de la deuxième face de connexion, le procédé comportant les étapes suivantes :
-formation d'un premier et d'un deuxième plot en matériau ductile métallique en contact respectif avec la première et la deuxième zone de connexion,
-formation d'un premier et d'un deuxième insert en matériau conducteur en contact de respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion, le premier et le deuxième insert étant destinés à être insérés dans respectivement le premier et le deuxième plot en matériau ductile, le procédé comprenant en outre les étapes suivantes :
-formation sur la deuxième face de connexion d'au moins une première et une deuxième barrière d'hybridation disposées au moins en partie entre le premier et le deuxième insert et isolées électriquement l'une de l'autre, lesdites première et deuxième barrière d'hybridation étant toutes deux positionnées en dehors des surfaces projetées orthogonalement sur la deuxième face de connexion des premier et deuxième plots en matériau ductile lorsque la première et la deuxième zone de connexion sont mises en vis-à-vis de respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion, la première et la deuxième paroi d'hybridation étant en dehors de respectivement la quatrième et la troisième zone de connexion,
- connexion de la première et de la deuxième zone de connexion avec respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion par insertion du premier et du deuxième insert dans respectivement le premier et le deuxième plot en matériau ductile, les première et deuxième zones de connexion étant en vis-à-vis des troisième et quatrième zones de connexion et les première et deuxième barrière d'hybridation faisant office de barrière en contenant la déformation de respectivement le premier et le deuxième plot en matériau ductile en direction de respectivement la quatrième et de la troisième zone de connexion.
Avec un tel procédé de connexion, il n'y a aucun risque de courtcircuit entre la troisième et la quatrième zone quel que soit le pas entre la troisième et la quatrième zone de connexion. En effet, les première et deuxième barrières d'hybridation, en contenant la déformation des plots en matériau ductile en direction de l'autre plot en matériau ductile, suppriment tout risque de contact direct entre premier et le deuxième plot en matériau ductile. De plus, la première et la deuxième barrière d'hybridation étant isolées électriquement l'une de l'autre, cette isolation permet d'isoler électriquement l'un de l'autre le premier et le deuxième plot en matériau ductile.
Avec de telles barrières d'hybridation, il est donc possible d'avoir une densité des connexions importante sans risque de court-circuit entre deux zones de connexion adjacentes.
Lors de l'étape de formation sur la deuxième face de connexion d'au moins une première et une deuxième barrière d'hybridation, la première et la deuxième barrière d'hybridation peuvent être formées respectivement en contact de la troisième et la quatrième zone de connexion.
De cette manière, les première et deuxième barrières d'hybridation étant formées respectivement en contact avec la troisième et la quatrième zone de contact, l'espace entre les troisième et quatrième zones de connexion peut être minimisé puisqu'il n'est pas occupé par les barrières d'hybridation.
Lors de la formation de la première et de la deuxième barrière d'hybridation, les première et deuxième barrières d'hybridation peuvent être réalisées dans un matériau conducteur.
Ainsi, la première et la deuxième barrière d'hybridation participent respectivement à la connexion électrique entre le premier plot de matériau ductile et la troisième zone de connexion et entre le deuxième plot de matériau ductile et la quatrième zone de connexion.
Les termes « conducteur » et « isolant », lorsqu'ils sont utilisés cidessus et dans le reste de ce document, doivent s'entendre en tant que « conducteur électrique » et « isolant électrique ».
Les étapes de formation du premier et du deuxième insert et de la première et de la deuxième barrière d'hybridation peuvent être réalisées simultanément, le premier et le deuxième insert et la première et la deuxième barrière d'hybridation étant réalisés dans le même matériau conducteur.
Ainsi, la connexion électrique entre le premier et le deuxième composant peut être obtenu avec un nombre d'étapes réduites.
Lors des étapes de formation du premier et du deuxième insert et de la première et de la deuxième barrière d'hybridation, la formation du premier insert et de la première barrière d'hybridation consiste en la formation d'un premier élément conducteur en contact de la troisième zone de connexion, la formation du deuxième insert et de la deuxième barrière d'hybridation consiste en la formation d'un deuxième élément conducteur en contact de la quatrième zone de connexion.
Lors des étapes de formation du premier et du deuxième insert et de la première et de la deuxième barrière d'hybridation, le premier et le deuxième élément conducteur peuvent se présenter chacun sous la forme d'une première et d'une deuxième paroi cylindriques de révolution et concentriques, s'étendant chacune sensiblement perpendiculairement à la surface de zone de connexion correspondante, la première paroi étant entourée par la deuxième paroi et formant l'insert correspondant audit élément conducteur, la surface de la deuxième paroi en regard de la première paroi formant la barrière d'hybridation correspondant audit élément conducteur.
De cette manière, la déformation du premier et du deuxième plot en matériau ductile à lieu dans l'ensemble des directions du plan de connexion du premier et du deuxième composant. Il est donc possible d'optimiser la densité des connexions entre le premier et le deuxième composant selon toutes les directions du plan de connexion.
Les étapes de formation du premier et du deuxième insert et de la première et de la deuxième barrière d'hybridation peuvent comprendre les sous étapes suivantes :
dépôt d'une couche sacrificielle sur la deuxième face de connexion, gravure partielle, de la couche sacrificielle de manière à libérer une partie de chacune des zones de connexion correspondant à la base annulaire de l'élément conducteur à former dépôt d'une couche d'un matériau métallique destiné à former les éléments conducteurs des zones de connexion, polissage de la deuxième face de manière à supprimer la partie de la couche du matériau métallique qui est en contact avec la surface de la couche sacrificielle qui est opposée à la deuxième face de connexion et conserver les parties de la couche du matériau métallique recouvrant les parties préalablement libérées, lesdites parties conservées formant ainsi les éléments conducteurs des zones de connexion,
- suppression de la couche sacrificielle.
Avec de telles étapes, il est possible de former le premier et le deuxième insert et la première et la deuxième barrière d'hybridation en utilisant des techniques de la microélectronique, telles que le procédé damascène.
Lors de l'étape de formation de la première et de la deuxième barrière d'hybridation, la première et la deuxième barrière d'hybridation peuvent entourer respectivement le premier et le deuxième insert.
De cette manière, la déformation du premier et du deuxième plot en matériau ductile a lieu dans l'ensemble des directions du plan de connexion du premier et du deuxième composant. Il est ainsi possible d'optimiser la densité des connexions entre le premier et le deuxième composant selon toutes les directions du plan de connexion.
Lors de l'étape de formation du premier et du deuxième insert, il peut être formé un premier et un deuxième élément conducteur formant respectivement le premier et le deuxième insert, et lors de l'étape de formation de la première et la deuxième barrière d'hybridation, il peut être formé au moins un premier élément non-conducteur au moins en partie positionné entre le premier et le deuxième insert, ledit au moins un premier élément isolant comportant une première surface en regard du premier insert formant la première barrière d'hybridation et une deuxième surface en regard du deuxième insert formant la deuxième barrière d'hybridation.
L'utilisation d'un tel élément isolant permet d'obtenir une bonne isolation électrique entre la troisième et la quatrième zone de connexion. Les risques de court-circuit entre la troisième et la quatrième zone de connexion sont ainsi particulièrement faibles.
L'invention concerne également un ensemble de deux composants connectés l'un à l'autre par hybridation, dans lequel le premier composant comporte une première face de connexion comprenant au moins une première et une deuxième zone de connexion, chacune des première et deuxième zone de connexion, ledit premier composant comportant en outre en contact un premier et un deuxième plot en matériau ductile en contact respectivement de la première et de la deuxième zone de connexion, dans lequel le deuxième composant comporte une deuxième face de connexion comprenant au moins une troisième et une quatrième zone de connexion en vis-à-vis de respectivement la première et la deuxième zone de connexion, le deuxième composant comportant en outre un premier et un deuxième insert en contact de respectivement la troisième et de la quatrième zone de connexion, le premier et le deuxième insert étant respectivement inséré dans le premier et le deuxième plot en matériau ductile de la première et de la deuxième zone de connexion de manière à assurer une connexion électrique entre la première et la deuxième zone de connexion et respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion, le deuxième composant comportant en outre sur sa deuxième face de connexion une première et deuxième barrières d'hybridation disposées au moins en partie entre le premier et le deuxième insert, la première et la deuxième paroi d'hybridation étant en dehors de respectivement la quatrième et la troisième zone de connexion et faisant office de barrière à respectivement le premier et le deuxième plot en matériau ductile en direction de respectivement de la quatrième et de la troisième zone de connexion.
Un tel ensemble de composants bénéficie des avantages liés au procédé de connexion selon l'invention et ainsi peu susceptible de présenter des courtscircuits ceci même avec une densité de connexions entre le premier et le deuxième composants optimisée.
La première et deuxième barrière d'hybridation et le premier et le deuxième insert peuvent être réalisés dans un matériau conducteur.
Le premier insert et la première barrière peuvent être fournis par un premier élément conducteur en contact avec la première zone de connexion, le deuxième insert et la deuxième barrière étant fournis par un deuxième élément conducteur en contact avec la deuxième zone de connexion.
De cette manière, les barrières d'hybridation peuvent participer aux connexions entre la première et la troisième zone de connexion et entre la deuxième et la quatrième zone de connexion.
La première et la deuxième barrière d'hybridation peuvent être fournies par au moins un premier élément isolant, ledit au moins un premier élément isolant comportant une première surface en regard du premier insert formant la première barrière d'hybridation et une deuxième surface en regard du deuxième insert formant la deuxième barrière d'hybridation.
Un tel élément isolant permet d'obtenir une bonne isolation électrique entre la troisième et la quatrième zone de connexion. Les risques de court-circuit entre la troisième et la quatrième zone de connexion sont ainsi particulièrement faibles.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels :
la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un ensemble de deux composants connectés l'un à l'autre par hybridation selon un premier mode de réalisation de l'invention, le premier composant comportant deux plots d'hybridation, le deuxième composant comportant deux éléments conducteurs formant inserts et barrières d'hybridation, la figure 2 est une vue schématique en perspective représentant seul le deuxième composant de l'ensemble illustré sur la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe schématique rapprochée sur une zone de connexion des premier et deuxième composants de l'ensemble illustré sur la figure 1 avant la connexion, la figure 3 illustrant les contraintes de dimensionnement des barrières d'hybridation selon l'invention, les figures 4A à 4F illustrent les étapes de formation d'éléments conducteurs du deuxième composant de l'ensemble illustré sur la figure 1, la figure 5 illustre une vue schématique de dessus d'un deuxième composant d'un ensemble selon ce premier mode réalisation de l'invention pour lequel il est prévu douze connexions, la figure 6 illustre les principales étapes de connexion du premier composant avec le deuxième composants pour former un ensemble selon ce premier mode de réalisation, tel que celui illustré sur la figure 1, les figure 7A à 7E illustrent des vues schématiques en coupe d'un ensemble et une vue de dessus du deuxième composant du même ensemble selon respectivement le premier à un sixième mode de réalisation de l'invention, la figure 7A correspondant à l'ensemble selon le premier mode de réalisation, la figure 7B correspondant à un ensemble selon un deuxième mode de réalisation dans lequel les première et deuxième barrières d'hybridation sont formées par un élément conducteur isolant, la figure 7C correspond à un ensemble selon un quatrième mode de réalisation dans lequel chacun des inserts est un insert biseauté, la figure 7D correspondant à un ensemble selon un cinquième mode de réalisation dans lequel chacune des zones de connexion comporte un premier et un deuxième élément conducteur cylindrique de section ellipsoïdale participant chacun à la formation de l'insert et de la barrière d'hybridation, la figure 7E correspondant à un ensemble selon un sixième mode de réalisation dans lequel chacune des zones de connexion comporte un élément conducteur formant l'insert et un élément non-conducteur formant la barrière d'hybridation,
- la figure 8 illustre quatre vues de dessus de différentes configurations de forme pour l'ensemble insert/barrière d'hybridation compatibles avec le premier mode réalisation, la vue référencée a) correspondant à des inserts et des barrières d'hybridation de section carrée, la vue référencée b) correspondant à des inserts circulaires et des barrières d'hybridation de section carrée, la vue référencée c) correspondant à des inserts circulaires et à des barrière d'hybridation de section hexagonale, la vue référencée d) correspond à des inserts circulaires pleins et des barrière d'hybridation de section hexagonale.
Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre.
Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.
Les différentes possibilités (variantes et modes de réalisation) doivent être comprises comme n'étant pas exclusives les unes des autres et peuvent se combiner entre elles.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
La figure 1 représente un ensemble 1 de deux composants 100, 200 connectés dont la connexion a été obtenue au moyen d'un procédé selon un premier mode de réalisation de l'invention. Ce premier composant 100 peut ainsi être, par exemple, un capteur optique, tel qu'une matrice CCD ou CMOS, ou un imageur, telle qu'une matrice LCD, à connecter à un deuxième composant, tel qu'une électronique de capteur optique ou d'imageur. Ainsi un tel procédé a pour but, comme le montre la figure 1, de connecter des structures semiconductrices 102 du premier composant 100 avec des structures semiconductrices 202 du deuxième composant.
Le premier composant 100 peut ainsi comporter un support 5 semiconducteur d'un premiertype, tel qu'un support en matériau semiconducteur llt-IV tel qu'un support du type nitrure de gallium/corindon, le deuxième composant comportant un support semiconducteur d'un deuxième type, tel qu'un support silicium Si ou germanium Ge.
Pour permettre la connexion du premier et du deuxième composant 10 100, 200, un tel ensemble 1 de deux composants 100, 200 comporte :
le premier composant 100 comportant une première face de connexion 101 comprenant au moins une première et une deuxième zone de connexion 110, 120, ledit premier composant 100 comportant en outre un premier et un deuxième plot en matériau ductile 111, 121 en contact respectivement de la première et de la deuxième zone de connexion 110,120, le deuxième composant 200 comportant une deuxième face de connexion 201 comprenant au moins une troisième et une quatrième zone de connexion 210, 220 en vis-à-vis de respectivement la première et la deuxième zone de connexion 110, 120, le deuxième composant 200 comportant en outre un premier et un deuxième insert 211, 221 en contact de respectivement la troisième et de la quatrième zone de connexion 210, 220, le premier et le deuxième insert 211, 221 étant respectivement insérés dans le premier et le deuxième plot en matériau ductile 111,121, le deuxième composant 200 comportant en outre sur sa deuxième face de connexion une première et deuxième barrière d'hybridation 212, 222 disposées au moins en partie entre le premier et le deuxième insert 211, 221 et étant isolées électriquement l'une de l'autre, la première et la deuxième paroi d'hybridation 212,222 étant en dehors de respectivement la quatrième et la troisième zone de connexion 220, 210 et faisant office de barrière à respectivement le premier et le deuxième plot en matériau ductile 111, 121 en direction de respectivement de la quatrième et de la troisième zone de connexion 210, 220.
Le premier composant 100 comporte sur la première face de connexion 101 la première et la deuxième zone de connexion 110, 120. Chacune de la première et de la deuxième zone de connexion 110, 120 est formée par une couche métallique faisant office de contact pour la structure 101. Lorsqu'une connexion par soudure est recherchée, les couches métalliques formant la première et la deuxième zone de connexion 110, 120 sont réalisées dans un matériau mouillable par le matériau des premier et deuxième plots en matériau ductile 111, 121. Bien entendu, une telle caractéristique n'est pas nécessaire lorsqu'une connexion par déformation est recherchée.
Chacune des couches métalliques formant la première et la deuxième zone de connexion 110, 120 peut être réalisée dans un matériau sélectionné dans le groupe compostant l'or Au, l'aluminium Al, l'argent Ag, le nickel Ni, le platine Pt, le palladium Pd et leurs alliages.
Selon une possibilité de l'invention non illustrée dans laquelle une connexion par soudure est recherchée, ces mêmes couches métalliques formant la première et la deuxième zone de connexion 110,120 peuvent être formée d'une première sous-couche métallique pour contacter l'une des zones de la première structure 102 et d'une deuxième sous-couche métallique recouvrant la première couche métallique et étant réalisée dans un matériau mouillable au matériau duquel sont réalisés les plots en matériau ductile 111,121.
Par matériau mouillable par le matériau dans lequel sont réalisés les premier et deuxième plots en matériau ductile 111,121, il doit être entendu ici et dans le reste de ce document que le matériau mouillable présente une mouillabilité totale vis-àvis du matériau des plots en matériau ductile. Autrement dit, le coefficient d'étalement S du matériau des plots en matériau ductile, lorsqu'il est à l'état liquide, est strictement positif.
Les première et deuxième zones de connexion 110, 120 sont munies respectivement du premier et du deuxième plot en matériau ductile 111, 121. Chacun du premier et du deuxième plot en matériau ductile 111, 121 est réalisé dans un matériau métallique ductile tel que de l'indium. Ainsi, le matériau du premier et deuxième plot en matériau ductile 111, 121 peut être sélectionné dans le groupe comportant l'indium in, l'étain Sn, l'aluminium Al, le cuivre Cu, le zinc Zn et leurs alliages, tels que les alliages de l'étain que sont les alliages plomb-étain SnPb et les alliages cuivre-argent-étain SnAgCu.
Ainsi si on prend l'exemple d'une connexion par soudure, le premier et le deuxième plot en matériau ductile peuvent être réalisés en indium In, en étain Sn ou l'un de ses alliages tels que les alliages plomb-étain SnPb et les alliages cuivre-argent-étain SnAgCu, la première et le deuxième zones de connexion pouvant être réalisées en or Au.
Par contre, si on prend l'exemple d'une connexion obtenue par déformation, le premier et le deuxième plot en matériau ductile peuvent être réalisés en aluminium Al, en cuivre Cu ou en zinc Zn, la première et le deuxième zones de connexion pouvant être réalisées en aluminium Al, en cuivre Cu ou en zinc Zn.
On peut voir sur la figure 2 que le deuxième composant 200 comporte sur la deuxième face de connexion 201 la troisième et la quatrième zone de connexion 210, 220,. Chacune de ces troisième et quatrième zones de connexion 210, 220 est formée par une couche métallique faisant office de contact pour la structure 201. Lorsqu'une connexion par soudure est recherchée, les couches métalliques formant la troisième et la quatrième zone de connexion 210, 220 sont réalisées dans un matériau mouillable par le matériau des premier et deuxième plots en matériau ductilelll, 121. Chacune des couches métalliques formant la troisième et la quatrième zone de connexion 210, 220 peut être réalisée dans un matériau sélectionné dans le groupe compostant l'or Au, l'aluminium Al, l'argent Ag, le nickel Ni, le platine Pt, le palladium Pd et leurs alliages.
Bien entendu, selon une possibilité de l'invention non illustrée dans laquelle une connexion par soudure est recherchée, et de façon similaire aux première et deuxième zones de connexion 110,120, les couches métalliques formant la troisième et la quatrième zones de connexion 210, 220 peuvent également être formées d'une première sous-couche métallique pour contacter l'une des zones de la deuxième structure 202 et d'une deuxième sous-couche métallique recouvrant la première couche métallique et étant réalisée dans un matériau mouillable au matériau duquel sont réalisés les plots en matériau ductile 111,121.
La troisième et la quatrième zone de connexion 210, 220 sont respectivement munies d'un premier et d'un deuxième élément conducteur 215, 225. Le premier élément 215 comporte à la fois le premier insert 211 et la première barrière d'hybridation 212, tandis que le deuxième élément 225 comporte à la fois le deuxième insert 221 et la deuxième barrière d'hybridation 222. Le premier et le deuxième élément conducteur 215, 225, comme le montre la figure 2, se présentent chacun sous la forme d'une première et d'une deuxième paroi cylindriques de révolution et concentriques et qui s'étendent perpendiculairement à la surface de la zone de connexion correspondante 210, 220. Ainsi la première et la deuxième paroi cylindrique de chacun des premier et deuxième éléments conducteurs 215, 225 présentent leur axe de révolution perpendiculaire à cette même surface de la zone de connexion correspondante 210, 220. Pour chacun des premier et deuxième éléments conducteurs 215, 225, la première paroi est interne à la deuxième paroi, c'est-à-dire qu'elle est entourée par la deuxième paroi. Chacun des premier et deuxième éléments conducteurs 215, 225 comporte également une base annulaire en contact avec la zone de connexion 210, 220 correspondante et reliant l'une à l'autre la première et la deuxième paroi dudit élément conducteur 215, 225.
Les premier et deuxième éléments conducteurs 215, 225 sont réalisés dans un matériau métallique sélectionné dans le groupe comportant le cuivre Cu, le Titane Ti, le tungstène W, le Chrome Cr, le nickel Ni, le platine Pt, le palladium et leurs alliages, tels que le siliciure de tungstène WSi, le nitrure de tungstène WN et le nitrure de titane TiN. Selon une possibilité avantageuse de l'invention, le matériau métallique du premier et deuxième élément conducteur 215, 225 est du cuivre Cu.
Selon une possibilité de l'invention, chacun des éléments conducteurs 215, 225 peut en outre comporter un revêtement métallique, tel qu'une couche d'or, afin de protéger de l'oxydation le matériau métallique dont il est réalisé.
Le premier et le deuxième élément conducteur 215, 225 sont dimensionné de tel façon que :
la première paroi du premier et du deuxième élément conducteur 215, 225 sont disposées à l'intérieur d'une surface correspondant respectivement à la surface projetée orthogonalement du premier et du deuxième plot en matériau ductile 111, 121 lorsque la première et la deuxième zone de connexion 110, 120 sont mises en vis-à-vis de respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion 210, 220, la deuxième paroi du premier et du deuxième élément conducteur sont disposées en dehors d'une surface correspondant respectivement à la surface projetée orthogonalement du premier et du deuxième plot en matériau ductile
111,121 lorsque la première et la deuxième zone de connexion 110,120 sont mises en visà-vis de respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion 210, 220.
On notera de plus que le premier et le deuxième élément conducteur 215, 225, étant formés en contact de respectivement la troisième et la quatrième zone 210, 220 de connexion, la deuxième paroi du premier et du deuxième élément conducteur 215, 225, par un tel dimensionnement, est en dehors de respectivement la quatrième et la troisième zone de connexion 220, 210. De la même façon, les premier et deuxième éléments conducteurs 215, 225 sont à distance l'un de l'autre, ceci sans qu'il existe une quelconque connexion électrique entre eux. Le premier et le deuxième élément conducteur sont donc isolés électriquement l'un de l'autre. Ainsi, les première et deuxième barrières d'hybridation 212, 222, formées respectivement par la deuxième paroi du premier et du deuxième élément conducteur 215, 225, sont également isolées électriquement l'une de l'autre.
Ainsi, avec un tel dimensionnement et comme illustré sur la figure 1, la première paroi du premier et du deuxième élément conducteur 215, 225 forment respectivement le premier et le deuxième insert 211, 221, et la surface interne de la deuxième paroi du premier et du deuxième élément conducteur 215, 225 forment respectivement la première et la deuxième barrière d'hybridation 212, 222.
On notera que d'un point de vue pratique et comme illustré sur la figure 3, de telles conditions de dimensionnement pourront généralement être obtenues en suivants les conditions suivantes :
(1) dlO < d20 < d25 (2) hl0~h20, dlO et d25, étant respectivement le diamètre extérieur de la première paroi et le diamètre intérieur de la deuxième paroi de dudit élément conducteur 215, 225 parmi le premier et le deuxième élément conducteur 215, 225, hlO la hauteur desdites première et deuxième paroi, d20, h20 la dimension latérale maximale et la hauteur maximale du plot en matériau ductile 111, 121 correspondant audit élément conducteur 215, 225.
Bien entendu, ces dimensions en ce qui concerne les plots en matériau ductile 111,121, correspondent aux dimensions de ces derniers avant connexion du premier composant 100 avec le deuxième composant 200, le plot en matériau ductile 111, 121 étant sujet à déformation lors de la connexion. De la même façon, un tel dimensionnement est valable pour une configuration dans laquelle lors de l'assemblage du premier et du deuxième composant 100, 200, le plot en matériau ductile 111,121 est mis en regard de l'élément conducteur correspondant. Le diamètre extérieur dlO de la première paroi et le diamètre intérieur d25 de la deuxième paroi des premier et deuxième éléments conducteurs 215, 225 peuvent bien entendu être choisis pour compenser un éventuellement désalignement entre l'élément conducteur 215, 225 et le plot en matériau ductile 111, 121 correspondant, ceci en sous-dimensionnant le diamètre extérieur de la première paroi et en sur-dimensionnant le diamètre intérieur de la deuxième paroi vis-àvis des dimensions du plot en matériau ductile 111,121.
Les figures 4A à 4E illustrent un procédé de formation d'éléments conducteurs 235, 245, 255, 265, sur les zones de connexion 230, 240, 250, 260 d'un deuxième composant 200 selon ce premier mode de réalisation, ledit composant qui comprend deux deuxièmes structures 202a, 202b, chacune connectée au moyen de deux zones de connexion respectives 230, 240, 250, 260. Un tel procédé de formation comporte les étapes suivantes :
fourniture, comme illustré sur la figure 4A du deuxième composant 200, de chacune des zones de connexion 230, 240, 250, 260 formée par une couche métallique respective, dépôt, comme illustré sur la figure 4B, d'une couche sacrificielle 310 destinée à former un masque dur, ladite couche sacrificielle présentant une épaisseur supérieure à la hauteur hlO recherchée pour les premières et deuxièmes des éléments conducteurs 215, 225 à former, gravure partielle, comme illustré sur la figure 4C, de la couche sacrificielle 310 de manière à libérer la partie 311, 312 de chacune des zones de connexion 320 correspondant à la base annulaire de l'élément conducteur à former, dépôt, tel qu'illustré sur la figure 4D, d'une couche du matériau métallique 320 destinée à former les éléments conducteurs 235, 245, 255, 265 des zones de connexion 230, 240, 250, 260, polissage, tel qu'illustré sur la figure 4E, de la couche du matériau métallique 320 et d'une partie de la couche sacrificielle 310 de manière à supprimer la partie de la couche du matériau métallique 320 recouvrant la couche sacrificielle 310 et conserver les parties de la couche du matériau métallique recouvrant les parties 311 préalablement libérées, lesdites parties de la couche du matériau métallique 320 conservées formant ainsi les éléments conducteurs 235, 245, 255, 265 des zones de connexion 230, 240, 250, 260, suppression de la couche sacrificielle 310, telle qu'illustré sur la figure 4F.
Il est à noter qu'un tel procédé, ceci notamment lorsque les matériaux de la couche sacrificielle 310 et de la couche du matériau métallique 320 sont respectivement du dioxyde de silicium SiO2 et du cuivre Cu, présente comme avantage de faire appel à une technique classique et parfaitement maîtrisée de l'industrie de la microélectronique qu'est ia technique de gravure damascène. Il est ainsi possible de réaliser avec un tel procédé des deuxièmes composants comprenant un grand nombre de zones de connexion 230,240,250, 260, 270, 280 organisées, par exemple et comme illustré sur la figure 5, sous la forme d'une matrice avec une densité des connexions optimisée. Le dimensionnement et le positionnement de ces zones de connexion sont alors maîtrisés à l'écheile de la centaine de nanomètres et il est possible d'envisager des pas entre les zones inférieurs à 5 pm.
En effet, on peut prendre l'exemple concret pour un tel pas de 5 pm, d'un écran de format WUXGA, c'est-à-dire présentant une résolution de 1920x1080 et nécessitant plus de 2 millions de connexions, réalisé dans un nitrure de gallium GaN en tant que premier composant 100 à connecter à un deuxième composant 200 qui est un circuit de commande en technologie CMOS sur silicium. Pour permettre la connexion de cet écran en tant que premier composant 100, chacune des zones de connexions 111 du premier composant 100 peut être équipée, en référence à la figure 3, d'un plot en matériau ductile 111 respectif présentant un diamètre d20 de 3 pm et une hauteur h20 de 2,5 pm. Le circuit de commande peut lui comporter sur chacun de ces zones de connexion 210 un élément conducteur 215 d'une hauteur de 2,5 pm et dont les diamètres extérieur de l'insert et intérieur de la barrière d'hybridation d25, dlO sont respectivement égaux à 1,5 pm et 3,5 pm.
De cette manière, les équations (1) et (2) étant respectées, les plus de 2 millions de connexion entre l'écran et le circuit de commande peuvent se faire avec un pas de 5 pm sans risque de court-circuit entre deux zones de connexion adjacentes, ceci grâce aux barrières d'hybridation qui vont permettre de contenir la déformation des plots en matériau ductile 211, 221.
Les premier et deuxième composants 100,200 selon ce premier mode de réalisation peuvent être connectés l'un à l'autre selon un procédé de connexion. Un tel procédé de connexion comprend les étapes suivantes :
- formation du premier et du deuxième plot en matériau ductile 111, 121 en contact respectif avec ia première et la deuxième zone de connexion 110,120,
- formation des premier et deuxième éléments conducteurs en contact de respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion 210, 220 de manière à ainsi former le premier et le deuxième insert 211, 221 en matériau conducteur, et la première et la deuxième barrière d'hybridation 212, 222 disposées au moins en partie entre le premier et le deuxième insert et isolées électriquement l'une de l'autre,
- connexion de la première et de la deuxième zone de connexion 110, 120 avec respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion 210, 220 par insertion du premier et deuxième insert 211, 221 dans respectivement le premier et le deuxième plot en matériau ductile 111,121, les première et deuxième zones de connexion 110, 120 étant en vis-à-vis des troisième et quatrième zones de connexion 210, 220 et les première et deuxième barrières d'hybridation 212, 222 faisant office de barrière en contenant la déformation de respectivement le premier et le deuxième plot en matériau ductile 111,121 en direction de respectivement de la quatrième et de la troisième zone de connexion 220, 210.
L'étape de fourniture du premier et deuxième élément conducteur 215, 225 peut être une étape de mise en œuvre du procédé de fabrication du deuxième composant 200 déjà décrit.
L'étape de connexion est idéalement une étape de connexion comprenant deux sous-étapes de compression, telles que celles décrites dans le document W02009/115686. De telles sous-étapes sont, en référence à la figure 6 :
alignement des premier et deuxième composants 100,200 de manière à mettre en vis-à-vis la première et la deuxième zone de connexion 110,120 avec respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion 210, 220, comme illustré en a) sur la figure 6, insertion partielle des premier et deuxième inserts 211, 221 dans respectivement le premier et le deuxième en matériau ductile 111, 121, comme illustré en b) sur la figure 6, insertion finale des premier et deuxième inserts 211, 221, dans respectivement le premier et le deuxième plot en matériau ductile 111,121, comme illustré en c) sur la figure 6.
On peut noter qu'afin de diminuer l'impact thermique et éviter l'emprisonnement d'air entre chacun des plots en matériau ductile 111,121 et l'insert 211, 212 correspondant, les deux sous-étapes d'insertion peuvent être réalisées à température ambiante et l'étape d'insertion finale peut être réalisée dans un environnement basse pression tel qu'en vide primaire (c'est-à-dire une pression comprise entre 1000 et 1.10' 3 mbar).
On notera que l'alignement étant obtenu avant l'insertion partielle et étant pérennisé par l'insertion partielle, l'étape d'insertion finale peut être réalisée au moyen d'une presse dépourvue de système d'alignement.
Les figures 7A à 7E illustrent différents modes de réalisation de l'invention qui se différencient principalement de par la forme des première et deuxième barrières d'hybridation 212, 222 et des premier et deuxième inserts 211, 221.
Ainsi la figure7A illustre un ensemble 1 selon le premier mode de réalisation avec au-dessus une vue en coupe schématique de l'ensemble 1 et en dessus une vue de dessus du deuxième composant 200. Cette figure étant similaire aux figures 1 à 3, nous renvoyons le lecteur à la description qui en a déjà été faite.
La figure 7B illustre un ensemble 1 selon un deuxième mode de réalisation dans lequel les première et deuxième barrières d'hybridation 212, 222 sont fournies au moyen d'un élément non-conducteur 216, les inserts 211, 221 étant quant à eux fournis par des éléments conducteurs 215, 225 selon le principe décrit dans le document WO2009/115686. Un tel ensemble 1 selon ce deuxième mode de réalisation se différencie d'un ensemble 1 selon le premier mode de réalisation de par la forme de chacun des éléments conducteurs 215, 225 fournissant les inserts 211, 221 et de par la présence d'un élément non-conducteur 216 fournissant la première et la deuxième barrière d'hybridation 212, 222.
Dans ce deuxième mode de réalisation, l'élément non-conducteur 216 est une paroi en un matériau isolant électriquement, tel que par exemple celui formant la couche sacrificielle 310 lors de la formation des éléments conducteurs 215, 225, disposée entre la troisième et la quatrième zone de connexion 210, 220. La surface de l'élément non-conducteur 216 faisant face à la troisième zone de connexion 210 forme ainsi la première barrière d'hybridation 212 tandis l'autre surface, qui fait donc face à la quatrième zone de connexion 220, forme la deuxième barrière de connexion 222.
L'élément non-conducteur 216 étant réalisé dans un matériau isolant électriquement, la première et la deuxième barrière d'hybridation sont isolées électriquement l'une par rapport à l'autre. Il n'y a donc pas de risque de court-circuit entre le premier et le deuxième plot en matériau ductile 111, 121 lorsque ces première et deuxième barrières d'hybridation 212, 222 contiennent la déformation des plots en matériau ductile 111,121.
Les premier et deuxième éléments conducteurs 215, 225 étant du même type que les inserts décrits dans le document WO2009/115686, les premier et deuxième éléments conducteurs 215, 225 sont disposés sur une surface correspondant respectivement à la surface projetée orthogonalement du premier et du deuxième plot en matériau ductile 111, 121 lorsque la première et la deuxième zone de connexion 110, 120 sont mises en vis-à-vis de respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion 210, 220.
L'élément non-conducteur 216, en étant disposé en dehors des troisième et quatrième zones de connexion 210, 220, est en dehors de la surface projetée orthogonalement du premier et du deuxième plot en matériau ductile 111,121 lorsque la première et la deuxième zone de connexion 110, 120 sont mises en vis-à-vis de respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion 210, 220.
Le procédé de formation des éléments conducteurs 215, 225 et de l'élément non-conducteur 226 d'un deuxième composant 200 selon ce deuxième mode de réalisation se différencie du procédé de formation des éléments conducteurs 215, 225 selon le premier mode de réalisation en ce que lors de l'étape de suppression de la couche sacrificielle 310, la suppression n'est que partielle, une partie de la couche sacrificielle 310 étant conservée pour former l'élément non-conducteur 216.
La figure 7C illustre un ensemble 1 selon un troisième mode de réalisation dans lequel chacun des premier et deuxième éléments conducteurs 215, 225 présente sa portion interne biseautée de manière à favoriser l'insertion de chacun des premier et deuxième inserts 211, 221 dans le plot en matériau ductile 111, 112 correspondant. Un ensemble selon ce quatrième mode de réalisation se différencie d'un ensemble selon le premier mode de réalisation de par la forme biseautée de la portion interne de chacun des premier et deuxième éléments conducteurs 215, 225.
Ainsi, chacun des premier et deuxième éléments conducteurs 215, 225 présente la portion de cylindre interne biseautée. L'insert 211, 221 correspondant est ainsi également biseauté selon un principe similaire à celui décrit dans le document WO2009/115686 et la force nécessaire pour la connexion du premier et du deuxième composant 100, 200 est abaissée.
La figure 7D illustre un ensemble 1 selon un quatrième mode de réalisation de l'invention dans lequel chacune des troisième et quatrième zones de connexion 210,220 est munie de deux éléments conducteurs 215a, 215b, 225a, 225b. Un ensemble 1 selon ce quatrième mode de réalisation se différencie d'un ensemble 1 selon le premier mode de réalisation en ce qu'il est prévu un premier et un deuxième élément conducteur 215a, 215b en contact de la première zone de connexion 210 et un troisième et un quatrième élément conducteur 225a, 225b en contact de la deuxième zone de connexion 220, et en ce que les premier, deuxième, troisième et quatrième éléments conducteurs 215a, 215b, 225a, 225b présentent une forme cylindrique de section elliptique.
Les premiers, deuxième, troisième et quatrième éléments conducteurs 215a, 215b, 225a, 225b se présentent chacun sous la forme d'une enveloppe cylindrique de section elliptique, l'axe des foyers étant sensiblement perpendiculaire à une droite passant par la troisième et quatrième zone de connexion 210, 220.
Le premier et le deuxième élément conducteur 215a, 215b sont disposés selon une symétrie centrale vis-à-vis du centre de la première zone de connexion 210. De cette manière, la paroi de chacun des premier et deuxième éléments conducteurs proximale du centre de la première zone de connexion 210 forme le premier insert 211, tandis que la paroi de chacun des premier et deuxième éléments conducteurs 215a, 215b distale du centre de la première zone de connexion 210 forme la première barrière d’hybridation 212.
De manière identique, le troisième et le quatrième élément conducteur 225a, 225b sont disposés selon une symétrie centrale vis-à-vis du centre de la deuxième zone de connexion 220. La paroi de chacun des troisième et quatrième éléments conducteurs 225a, 225b, proximale du centre de la première zone de connexion 210, forme le deuxième insert 221, tandis que la paroi de chacun des troisième et quatrième éléments conducteurs, distale du centre de la deuxième zone de connexion 220, forme la deuxième barrière d'hybridation 222.
Le dimensionnement du premier au quatrième élément conducteur 215a, 215b, 225a, 225b est adapté pour que :
les portions proximales de paroi du premier, deuxième, troisième et quatrième élément conducteur 215a, 215b, 225a, 225b soient disposées à l'intérieur d'une surface correspondant, pour les premier et deuxième éléments conducteurs 215a, 215b, à la surface projetée orthogonalement du premier plot en matériau ductile 111, et pour les troisième et quatrième éléments conducteurs 225a, 225b à la surface projetée orthogonalement du deuxième plot en matériau ductile 121, ceci lorsque la première et la deuxième zone de connexion 110, 120 sont mises en vis-à-vis de respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion 210, 220, les portions de paroi distales du premier, deuxième, troisième et quatrième élément conducteur 215a, 215b, 225a, 225b soient disposées en dehors d'une surface correspondant, pour les premier et deuxième éléments conducteurs 215a, 215b à la surface projetée orthogonalement du premier plot en matériau ductile 111, et, pour les troisième et quatrième éléments conducteurs 215a, 225b à la surface projetée orthogonalement du deuxième plot 121, ceci lorsque la première et la deuxième zone de connexion 110,120 sont mises en vis-à-vis de respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion 210, 220.
Le procédé de formation des éléments de connexion 215a, 215b, 225a, 225b selon ce quatrième mode de réalisation peut être un procédé du même type que celui décrit dans le document WO2011/115686, la forme et le positionnement des inserts formés lors du procédé document W02011/115686 ayant juste à être adaptés pour correspondre à ceux des éléments de connexion 215a, 215b, 225a, 225b selon ce quatrième mode de réalisation.
La figure 7E illustre un ensemble 1 selon un cinquième mode de réalisation dans lequel la première et la deuxième zone de connexion 110, 120 sont entourées respectivement par un premier et un deuxième élément non-conducteur 216, 226 et sont en contact avec respectivement un premier et un deuxième élément conducteur 215, 225. Un ensemble selon ce cinquième mode de réalisation se différencie d'un ensemble selon le premier mode de réalisation en ce qu'il comporte un premier et un deuxième élément non-conducteur 216, 226 formant respectivement la première et la deuxième barrière d'hybridation 212, 222, le premier et le deuxième élément conducteur 215, 225 formant le premier et le deuxième insert 211, 221.
Dans ce cinquième mode de réalisation, la première et la deuxième zone de connexion 210, 220 sont entourées respectivement par le premier et le deuxième élément non-conducteur 216, 226. Chacun des premier et deuxième éléments nonconducteurs 216, 226 est formé par une paroi en matériau non-conducteur. Selon une possibilité avantageuse de ce mode de réalisation, et quand le matériau de la couche sacrificielle 310 est isolant, chacun du premier et du deuxième élément isolant 216, 226 est réalisé dans le même matériau que celui de la couche sacrificielle.
De manière identique au deuxième mode de réalisation, le premier et le deuxième élément conducteur 215,225 sont du même type que ceux du deuxième mode de réalisation. Ainsi, les premier et deuxième éléments sont disposés sur une surface correspondant respectivement à la surface projetée orthogonalement du premier et du deuxième plot en matériau ductile 111, 121 lorsque la première et la deuxième zone de connexion 110,120 sont mises en vis-à-vis de respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion 210, 220.
Les éléments non-conducteurs 216, 226 en étant disposés en dehors des première et deuxième zone de connexion 210, 220, sont également en dehors de la surface projetée orthogonalement du premier et du deuxième plot en matériau ductile
111,121 lorsque la première et la deuxième zone de connexion 110,120 sont mises en visà-vis de respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion 210, 220.
Le procédé de formation des éléments conducteurs 215, 225 et des éléments non-conducteurs 216, 226 d'un deuxième composant 200 selon ce cinquième mode de réalisation est similaire au procédé de formation selon le second mode de réalisation. Ainsi le procédé de formation des éléments conducteurs 215, 225 et des éléments non-conducteurs 216,226 se différencie d'un procédé de formation des éléments conducteurs 215, 225 selon le deuxième mode de réalisation en ce que lors de l'étape de suppression de la couche sacrificielle 310, la suppression n'est que partielle, des parties de la couche sacrificielle 310 étant conservées pour former le premier et le deuxième élément non-conducteur 216, 226.
Si dans les différents modes de réalisation décrits ci-dessus les éléments conducteurs et isolants sont de forme cylindrique de révolution ou de section elliptique, l'invention ne se limite pas à ces seuls types de forme. Ainsi l'invention couvre tout type de forme tant que chacune des zones de connexion du deuxième composant comporte :
un insert 211, 221 est inséré dans un plot en matériau ductile
111,121 correspondant du premier composant 100, au moins une barrière d'hybridation 212, 222 positionnée en dehors des surfaces projetées orthogonalement sur la deuxième face de connexion du plot en matériau ductile correspondant 111,121 lorsque la zone de connexion 210,220 est mise en vis-à-vis de la zone de connexion 110,120 correspondante du premier composant 100.
Ainsi la figure 8 illustre quatre exemples de forme d'inserts 211, 221 et de barrières d'hybridation 212, 222 compatibles avec invention. En a) de la figure 8, l'insert 211, 221 et la barrière d'hybridation 212, 222 sont fournis par un élément conducteur 215, 225 se présentant sous la forme d'enveloppe cylindrique à double paroi de section cubique.
En b) de la figure 8, l'insert 211, 221 est fourni par une enveloppe cylindrique de section circulaire tandis que la barrière d'hybridation 212, 222est fournie par une enveloppe cylindrique de section carrée, chacune de ces enveloppes étant fournies, pour une zone de connexion 210, 220, par un unique élément conducteur 215.
En c) de la figure 8, l'insert 211, 221 est fourni par une enveloppe cylindrique de section circulaire tandis que la barrière d'hybridation 212, 222 est fournie par une enveloppe cylindrique de section hexagonale, chacune de ces enveloppes étant fournies, pour une zone de connexion210, 220, par un unique élément conducteur 215.
En d) de la figure 8, l'insert 211, 221 est fourni par un cylindre plein de section circulaire tandis que la barrière d'hybridation 212, 222 est fournie par une enveloppe cylindrique de section hexagonale, chacun de ce cylindre et de cet enveloppe étant fournie, pour une zone de connexion donnée 210, 220, par un unique élément conducteur 215.

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de connexion électrique par hybridation d'un premier composant (100) à un deuxième composant (200), le premier et deuxième composant (100, 200) comportant respectivement une première et une deuxième face de connexion (101, 201), la première face de connexion (101) comportant au moins une première et une deuxième zone de connexion (110,120) à connecter respectivement à au moins une troisième et une quatrième zone de connexion (210, 220, 230, 240, 250, 260) correspondante de la deuxième face de connexion (201), le procédé comportant les étapes suivantes :
    - formation d'un premier et d'un deuxième plot en matériau ductile (111, 121) métallique en contact respectif avec la première et la deuxième zone de connexion (110,120),
    - formation d'un premier et d'un deuxième insert (211, 221, 231, 241, 251, 261) en matériau conducteur en contact de respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion (210, 220, 230, 240, 250, 260), le premier et le deuxième insert (211, 221, 231, 241, 251, 261) étant destinés à être insérés dans respectivement le premier et le deuxième plot en matériau ductile (111,121), le procédé de connexion électrique étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes
    - formation sur la deuxième face de connexion (201) d'au moins une première et une deuxième barrière d'hybridation (212, 222,232,242, 252,2620) disposées au moins en partie entre le premier et le deuxième insert (211, 221, 231, 241, 251, 261) et isolées électriquement l'une de l'autre, lesdites première et deuxième barrières d'hybridation (212, 222, 232, 242, 252, 262) étant toutes deux positionnées en dehors des surfaces projetées orthogonalement sur la deuxième face de connexion (201) des premier et deuxième plots en matériau ductile (111,121) lorsque la première et la deuxième zone de connexion (110, 120) sont mise en vis-à-vis de respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion (210, 220, 230, 240, 250, 260), la première et la deuxième paroi d'hybridation (212, 222, 232, 242, 252, 262) étant en dehors de respectivement la quatrième et la troisième zone de connexion (220, 210, 230, 240, 250, 260),
    - connexion de la première et de la deuxième zone de connexion (110,
    120) avec respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion (210, 220, 230,
    240, 250, 260) par insertion du premier et du deuxième insert (211, 221, 231, 241, 251, 261) dans respectivement le premier et le deuxième plot en matériau ductile (111, 121), les première et deuxième zones de connexion (110,120) étant en vis-à-vis des troisième et quatrième zones de connexion (210, 220, 230, 240, 250, 260) et les première et deuxième barrière d'hybridation (212, 222,232,242,252, 262) faisant office de barrière en contenant la déformation de respectivement le premier et le deuxième plot en matériau ductile (111,
    121) en direction de respectivement la quatrième et la troisième zone de connexion (210, 220, 230, 240, 250, 260).
  2. 2. Procédé de connexion électrique selon la revendication 1 dans lequel lors de l'étape de formation sur la deuxième face de connexion (201) d'au moins une première et une deuxième barrière d'hybridation (212,222, 232, 242,252,262), la première et la deuxième barrière d'hybridation (212, 222, 232, 242, 252, 262) sont formées respectivement en contact de la troisième et la quatrième zone de connexion (210, 220, 230, 240, 250, 260).
  3. 3. Procédé de connexion électrique selon la revendication 2 dans lequel lors de la formation de la première et de la deuxième barrière d'hybridation (212, 222, 232, 242, 252, 262), les première et deuxième barrières d'hybridation (212, 222, 232, 242, 252, 262) sont réalisées dans un matériau conducteur.
  4. 4. Procédé de connexion électrique selon la revendication 3, dans lequel les étapes de formation du premier et du deuxième insert (211, 221, 230, 241,
    251, 261) et de la première et de la deuxième barrière d'hybridation (212, 222, 232, 242,
    252, 262) sont réalisées simultanément, le premier et le deuxième insert (211, 221, 231,
    241, 251, 261) et la première et la deuxième barrière d'hybridation (212, 222, 232, 242, 252, 262) étant réalisés dans le même matériau conducteur.
  5. 5. Procédé de connexion électrique selon la revendication 4 dans lequel lors des étapes de formation du premier et du deuxième insert (211, 221, 231,
    241, 251, 261) et de la première et de la deuxième barrière d'hybridation (212, 222, 232,
    242, 252, 262), la formation du premier insert (211) et de la première barrière d'hybridation (212) consiste en la formation d'un premier élément conducteur (215) en contact de la troisième zone de connexion (210), la formation du deuxième insert (221) et de la deuxième barrière d'hybridation (222) consiste en la formation d'un deuxième élément conducteur (225) en contact de la quatrième zone de connexion (220).
  6. 6. Procédé de connexion électrique selon la revendication 5 dans lequel lors des étapes de formation du premier et du deuxième insert (211, 221) et de la première et de la deuxième barrière d'hybridation (212, 222), le premier et le deuxième élément conducteur (215, 225) se présentent chacun sous la forme d'une première et d'une deuxième paroi cylindriques de révolution et concentriques, s'étendant chacune sensiblement perpendiculairement à la surface de zone de connexion correspondante (210, 220), la première paroi étant entourée par la deuxième paroi et formant l'insert (211, 221) correspondant audit élément conducteur (215, 225), la surface de la deuxième paroi en regard de la première paroi formant la barrière d'hybridation (212, 222) correspondant audit élément conducteur (215, 225).
  7. 7. Procédé de connexion électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel les étapes de formation du premier et du deuxième insert (211, 221) et de la première et de la deuxième barrière d'hybridation (212, 222) comprennent les sous étapes suivantes :
    dépôt d'une couche sacrificielle (310) sur la deuxième face de connexion, gravure partielle, de la couche sacrificielle (310) de manière à libérer une partie (311) de chacune des zones de connexion (320) correspondant à la base annulaire de l'élément conducteur (235, 245, 255, 265) à former, dépôt d'une couche d'un matériau métallique (320) destiné à former les éléments conducteurs (235, 245, 255, 265) des zones de connexion (230, 240, 250, 260), polissage de la deuxième face de manière à supprimer la partie de la couche du matériau métallique (320) qui est en contact avec la surface de la couche sacrificielle (310) qui est opposée à ia deuxième face de connexion et conserver les parties de la couche du matériau métallique (320) recouvrant les parties (311) préalablement libérées, lesdites parties conservées formant ainsi les éléments conducteurs (235, 245, 255, 265) des zones de connexion (230, 240, 250, 260), suppression de la couche sacrificielle (310).
  8. 8. Procédé de connexion électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel lors de l'étape de formation de la première et de la deuxième barrière d'hybridation, la première et la deuxième barrière d'hybridation (212, 222) entourent respectivement le premier et le deuxième insert (211, 221).
  9. 9. Procédé de connexion électrique selon ia revendication 1 ou 2 dans lequel, lors de l'étape de formation du premier et du deuxième insert (211, 221), il est formé un premier et un deuxième élément conducteur formant respectivement le premier et le deuxième insert (211, 221), et dans lequel, lors de l'étape de formation de la première et la deuxième barrière d'hybridation (212, 222), il est formé au moins un premier élément isolants (216, 226) au moins en partie positionné entre le premier et le deuxième insert (211, 221), ledit au moins un premier élément isolant (216, 226) comportant une première surface en regard du premier insert (211) formant la première barrière d'hybridation (212) et une deuxième surface en regard du deuxième insert (221) formant la deuxième barrière d'hybridation (222).
  10. 10. Ensemble (1) de deux composants (100, 200) connectés l'un à l'autre par hybridation, dans lequel le premier composant (100) comporte une première face de connexion (101) comprenant au moins une première et une deuxième zone de connexion (110, 120), chacune des première et deuxième zone de connexion (110, 120), ledit premier composant (100) comportant en outre en contact un premier et un deuxième plot en matériau ductile (111, 121) en contact respectivement de la première et de la deuxième zone de connexion (110,120), dans lequel le deuxième composant (200) comporte une deuxième face de connexion (201) comprenant au moins une troisième et une quatrième zone de connexion (210, 220) en vis-à-vis de respectivement la première et la deuxième zone de connexion (110,120), le deuxième composant (200) comportant en outre un premier et un deuxième insert (211, 221) en contact de respectivement la troisième et de la quatrième zone de connexion (210, 220), le premier et le deuxième insert (211, 221) étant respectivement inséré dans le premier et le deuxième plot en matériau ductile (111, 121) de la première et de la deuxième zone de connexion (110, 120) de manière à assurer une connexion électrique entre la première et la deuxième zone de connexion (110, 120) et respectivement la troisième et la quatrième zone de connexion (210, 220), ledit ensemble (1) étant caractérisé en que le deuxième composant (200) comporte en outre sur sa deuxième face de connexion (201) une première et deuxième barrières d'hybridation (212, 222) disposées au moins en partie entre le premier et le deuxième insert (211, 221), la première et la deuxième paroi d'hybridation (212, 222) étant en dehors de respectivement la quatrième et la troisième zone de connexion (220, 210) et faisant office de barrière à respectivement le premier et le deuxième plot en matériau ductile (111, 121) en direction de respectivement de la quatrième et de la troisième zone de connexion (210, 220).
  11. 11. Ensemble (1) selon la revendication 10, dans lequel la première et deuxième barrière d'hybridation (212, 222) et le premier et le deuxième insert (211, 221) sont réalisés dans un matériau conducteur.
  12. 12. Ensemble (1) selon la revendication 11, dans lequel le premier insert (211) et la première barrière (221) sont fournis par un premier élément conducteur (215) en contact avec la première zone de connexion (210), le deuxième insert (221) et la deuxième barrière (222) étant fournis par un deuxième élément conducteur (225) en
    5 contact avec la deuxième zone de connexion (220).
  13. 13. Ensemble (1) selon la revendication 12, dans lequel la première et la deuxième barrière d'hybridation (212, 222) sont fournies par au moins un premier élément non-conducteur (216, 226), ledit au moins un premier élément non10 conducteur (216, 226) comportant une première surface en regard du premier insert (211) formant la première barrière d'hybridation (212) et une deuxième surface en regard du deuxième insert (221) formant la deuxième barrière d'hybridation (222).
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