Circuits d'interconnexion 3D - CI3D
De par leur complexité croissante, les circuits microélectroniques nécessitent en permanence de nouvelles technologies de packaging. Les substrats céramiques sont très utilisés dans ce domaine pour leur bonne stabilité dimensionnelle, leur grande isolation électrique ainsi que pour leur tenue à haute température. Il est maintenant possible de créer des circuits microélectroniques sur supports volumiques et en céramiques. Ce nouveau type de composant rassemble sur un seul et même support des fonctions électriques et mécaniques, élargissant ainsi les possibilités en terme de conception et d'intégration.
Microcertec a développé une expertise unique pour la fabrication de ces circuits d'interconnexion 3D en céramiques (CI3D) basée sur l'usinage de précision du support céramique tri-dimensionnel, la métallisation couches-minces, et la gravure par ablation laser. Ces supports CI3D, tout en offrant les avantages liés aux céramiques techniques, présentent en plus des possibilités de miniaturisation, de fiabilité accrue et de simplification des étapes de montage. En effet, la géométrie des supports permet d’optimiser l’arrangement spatial des composants microélectroniques, par exemple pour le placement d’accéléromètres MEMS ou encore de capteurs à effet hall (mesure 3D du champ magnétique) sur un support orthonormé de précision, tout en rendant possible l’intégration de ces composants par les procédés classiques de l’industrie microélectronique : collage, brasage, câblage. De plus, les couts d'outillage liés au procédé d'ablation laser sont très réduits à comparer à ceux des masques utilisés en gravure chimique.
DEMANDE D'INFORMATIONS
Les circuits d'interconnexion (CI3D), du fait d'être des composants de précision en céramique, présentent les avantages de stabilité dimensionnelle, de tenues aux vibrations et variations thermiques, d'isolation électrique et de tenue au vide. Ainsi les circuits d'interconnexion en céramique présentent un intérêt pour les domaines suivants :
- Electronique embarquée
- Aéronautique civile & militaire
- Détecteurs infrarouges
- Accéléromètres et gyroscopes
- Détecteurs optoélectroniques
- Médical (endoscopes, sondes)
- Nucléaire
- Pétrole (instruments d'analyse)
Les circuits d'interconnexion (CI3D) se déclinent en différents produits selon les composants microélectroniques concernés. Ces supports peuvent avoir des dimensions et géométries très variées ainsi que des tolérances très serrées.
- Support de chips, MEMS, LEDs
- Support de capteurs optoélectroniques
- Support de capteurs pour le médical
- Support de modules pour antennes
En principe, il est possible d'utiliser quasiment toutes les céramiques techniques dans la fabrication d'un support d'interconnexion. Afin de répondre aux contraintes liées à l'utilisation, généralement en environnements sévères, les matières céramiques les plus utilisées pour leurs propriétés électriques et thermiques sont les suivantes :
- l'alumine (ou oxyde d'aluminium) haute purété (99% mini)
- le nitrure d’aluminium (AlN)
- la zircone MgO ou Y-TZP (ou oxyde de zirconium)
- le quartz
- le Macor®
Tous les matériaux
Les dépôts couches-minces (PVD) appliqués sur la céramique après les étapes d'usinage de précision sont :
- Ti/Pt/Au
- Cr/Ni/Au
- NiCr/Au
- Argent, cuivre, AuSn...
Ces dépôts permettent le brasage et le cablâge selon les procédés classiques.
Spécification de la gravure laser
Les couches déposées sont enfin gravées par laser afin de réaliser le circuit d'interconnexion :
- largeur de piste minimum : 50µm (0.002")
- largeur d'isolement minimum : 50µm (0.002")
- tolérances générales de 20µm (0.0008")