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RÉSUMÉ
Le packaging en électronique a pour rôle d’établir les interconnexions électriques, mécaniques et thermiques permettant à des circuits à prédominance électronique de traiter ou de stocker de l’information. Il assure également la protection du circuit intégré. Cet article est entièrement consacré au packaging des circuits intégrés, il en détaille les éléments constitutifs (supports, boîtier), ainsi que les procédés et performances électriques et thermiques des assemblages. Pour terminer, il aborde les méthodes d’évaluation de la qualité ou de la fiabilité d’un assemblage.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Xavier SAINT MARTIN : Direction technique, Bull SA
INTRODUCTION
Cet article est l’édition actualisée de l’article « Assemblage des circuits intégrés. Packaging » rédigé par Gérard DEHAINE.
La complexité et la dimension des circuits intégrés croît sans cesse et l’électronique s’étend constamment à de nouveaux domaines et à de nouvelles applications.
Un circuit intégré ne peut fonctionner sans un environnement spécifique : un boîtier, une carte, qui lui permettent de réaliser les fonctions pour lesquelles il a été conçu. C’est le packaging qui prend en compte les contraintes diverses touchant à l’environnement du circuit intégré, et qui permet d’exploiter au mieux ses performances et sa fiabilité.
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VERSIONS
- Version archivée 2 de août 2017 par Jean-Luc DIOT
- Version courante de sept. 2024 par Jean-Luc DIOT
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Supports d’interconnexion2. Circuits intégrés
Ils sont la brique de base d’un assemblage électronique. L’évolution des techniques de packaging est étroitement liée à l’augmentation constante de leur puissance et de leur complexité.
2.1 Densité
Le nombre de fonctions logiques par circuit intégré dépend de la taille du transistor de base dont la grille, en 2004, peut être aussi petite que 0,09 µm (c’est vingt fois plus petit qu’une bactérie, mille fois plus fin qu’un cheveu). La figure 2 montre cette évolution pour les mémoires et les circuits logiques les plus complexes. Ces courbes sont bien sûr génériques, et ne tiennent pas compte de cas particuliers.
Par exemple, des circuits intégrés logiques fonctionnels de plus de 200 millions de transistors ont déjà été réalisés.
2.2 Taille
Le nombre de fonctions par circuit intégré croît bien sûr aussi avec sa taille, dont la limite supérieure dépend de deux paramètres principaux :
-
l’évolution des moyens de photosensibilisation lors de la fabrication des tranches de silicium. La surface actuelle est de l’ordre de 800 mm2 ; il est possible de réaliser des circuits intégrés de 3 cm de côté ;
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le taux de défauts de fabrication de la tranche de silicium, par unité de surface. Il est en effet exclu de réaliser des circuits intégrés d’une taille telle qu’ils auraient tous au moins un défaut. Dans la pratique, un compromis est souvent à trouver entre le niveau d’intégration d’un circuit intégré (nombre de fonctions qu’il comporte) et son rendement de fabrication.
Une limitation du nombre de fonctions intégrées dans une unique puce peut provenir du packaging lui-même : si le nombre des entrées / sorties est grand, il peut être nécessaire d’augmenter la taille de la puce uniquement pour y loger ces plots de sortie, bien que ses éléments actifs tiennent sur une surface plus faible (figure 3). Cela explique l’effort constant de réduction du pas minimal entre les plots que peuvent offrir...
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Circuits intégrés
La communauté des spécialistes en packaging des ensembles électroniques s’est dotée d’une société savante mondiale qui diffuse des ouvrages de référence, des revues, et qui organise des congrès réguliers à l’échelle continentale ou nationale. On pourra contacter :
IMAPS (International Microelectronics and Packaging Society) : http://www.imaps.org
IMAPS France : http://www.imapsfrance.org
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Dans les Techniques de l’Ingénieur
MASSÉNAT (M.) - Circuits en couches minces. Couches minces traditionnelles - . [E 3 365] Électronique 02-2003.
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