WO2012172251A1 - Process for producing a microelectronic component curved by the bimetal effect, and microelectronic component thus obtained - Google Patents

Process for producing a microelectronic component curved by the bimetal effect, and microelectronic component thus obtained Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to the production of non-planar elements, in particular electronic or optical components requiring a controlled curvature.
  • the invention is particularly applicable in the field of image sensors and matrix emitters, whatever their spectral range, infrared, visible ultraviolet, X-rays for example.
  • Electronic imagers usually comprise a planar, semiconductor image sensor made of silicon according to CMOS or CCD technology, and an optic which forms an image of the scene observed on the image sensor.
  • An effective way of removing the errors induced by the field curvature is to change the shape of the image sensor so that it is substantially of the same shape as the image formed by the optics. It is therefore easy to understand the interest of designing curved sensors in the field of image formation.
  • digital sensors whatever their technology (CCD or CMOS for the visible, based on CdHgTe for the infrared, etc.), and their configuration (monolithic, hybridized, etc.) include a substrate in which is formed a reading circuit of the pixels, this substrate having a thickness of a few tens of microns to several millimeters.
  • the production of a curved substrate, or more generally the production of a flexible circuit remains difficult for such thicknesses.
  • a bimetallic strip composed of two layers of materials having different thermal expansion coefficients, is fixed on the opposite face of the substrate on which the image sensor is made, and the bimetal strip is brought to the "operational" temperature of the image sensor. Because of the difference in thermal expansion coefficients, it is thus created differential expansion which curves the bimetal, and therefore the substrate on which it is attached, and indeed the image sensor. However, in order for the image sensor to retain the desired curvature, it is necessary to keep the bimetallic strip at the "operational" temperature. Indeed, any difference in temperature with respect to this target temperature necessarily induces a different expansion of the elements of the bimetal, and therefore a different curvature thereof, and beyond a different curvature of the image sensor.
  • the document JP-A-2004/349545 describes the manufacture of a curved electronic circuit including the manufacture of a circuit formed of two layers joined by a resin and having different expansion coefficients. The circuit is first heated to bend it to a bimetallic effect, and once solidified, the circuit is transferred to a substrate.
  • US-A-2010/210042 discloses the manufacture of a housing having curved portions. More particularly, the portions comprise a stack of layers having different coefficients of expansion and carried flat on a substrate by means of solder pads. The assembly is heated to melt the solder material and bend the portions and then the material is cooled.
  • the object of the present invention is to provide a method for manufacturing a curved microelectronic circuit using the bimetallic effect and for freezing the bimetallic strip in its desired shape over a wide temperature range.
  • the subject of the invention is a method of manufacturing a curved microelectronic circuit consisting of:
  • a microelectronic component comprising at least two layers superimposed and mechanically integral with each other, said layers having different coefficients of thermal expansion
  • liquid is meant a phase of the material where the connecting material is deformable and does not oppose the curvature of the microelectronic component.
  • a liquid assembly material may also have a high viscosity, such as for example a polymer adhesive.
  • the bimetal effect is used to bend the microelectronic component which is fixed in its curvature by its attachment to a substrate by means of a solidification of an assembly material.
  • the assembly material does not oppose the expansion of the microelectronic component which forms or comprises a bimetal while filling, especially by capillarity, the space between the component and the substrate. Then, by solidifying the assembly material, the latter then remains solid for a wide range of temperatures, including any temperature below the temperature at which the assembly material has been solidified.
  • the bimetal therefore remains fixed in the curvature it has at the solidification temperature of the assembly material and remains insensitive to temperature variations, especially lower, at this temperature. There is therefore no need to provide temperature control mechanisms or any additional mechanism to keep the component in the desired curvature. Note also that the steps of making the stack and heating are not necessarily carried out in the sense explained above.
  • the stack can be made while the connecting material and the bimetal are already brought to the second temperature.
  • the various components can be stacked while the joining material is in a solid phase, for example when it is a fusible material, and then the assembly is raised to a temperature greater than the melting temperature. fusible material.
  • the component comprising integral layers formed respectively of said at least two materials has the predefined spherical curvature
  • the microelectronic component comprising at least two superposed layers and mechanically secured to each other, said layers consisting respectively of at least two materials choose;
  • the invention aims to obtain a very precise control of the curvature, the preferred application being that of photosensitive sensors, and this over a wide temperature range.
  • JP-A-2004/349545 the bimetal is firstly shaped to the desired curvature and then transferred to the substrate.
  • the postponement of the circuit once bent on the substrate therefore has the same operating temperature disadvantages as mentioned above.
  • US-A-2010/210042 the object is to raise or lower housing portions to make electrical connections more reliable. This document is not intended to obtain precise control of the curvature. More specifically, it does not seek to bend the housing according to a precise curvature predefined in advance. US-A-2010/210042 is completely silent on the links between the curvature of the housing and the choice of welding material.
  • the invention therefore consists of: a) defining a curvature according to the intended application; b) then to choose the materials of the bimetallic material and the material solidarisant the curved circuit to its substrate so as to achieve precisely the desired curvature; c) and finally, to postpone the circuit on the substrate with the assembly material in liquid form and then to solidify the latter.
  • the microelectronic component is provided with a wettable surface facing the joining material, and wherein the joining material is a solder material.
  • the method consists of:
  • the microelectronic component comprising for example an image sensor, retains a constant shape for all the temperature conditions usually encountered.
  • a detector, a camera or a camera for example
  • the solder material is, for example, indium (In), an alloy of mercury, copper and tin (HgCuSn) whose melting point is 220 ° C., an alloy of gold and tin (Au x Sn y ), for example Auo, 8 Sno. 2 , whose melting point is 280 ° C, an alloy of gold and germanium (AuGe), an alloy of silver and indium (Agin), silver (Ag), or an alloy tin and lead (SnPb). Soldering materials with low melting point, such as In, AUO, 8 Sno.
  • HgCuSn and AuSn are ductile and resistant to corrosion, and AuSn, which is non-oxidizable, does not require the use of deoxidation flux during assembly if the connecting material is especially used as an electrical connection.
  • electrically conductive welding material makes it possible to ensure electrical continuity between the component and the substrate.
  • the metallic materials usually have good thermal conductivity, which allows to evacuate via the assembly material the heat of the curved electronic component if it becomes heated during its operation.
  • the method comprises:
  • a crosslinkable adhesive eliminates wettable surfaces, usually noble metals such as gold, used with welding materials. The total number of manufacturing steps is reduced, and corollary the cost of manufacture. In addition, the simple fact of not using noble materials also reduces the cost of manufacture.
  • an adhesive is solid for a very wide range of temperatures, including temperatures above the crosslinking temperature. Since the adhesive crosslinking temperature, for example, an epoxy adhesive, is generally less than 150 ° C., it means that the desired curvature for the microelectronic component is obtained for lower temperatures than for the solder material and therefore for lower thermal stress on the fragile elements of the component.
  • a crosslinkable adhesive degrades more quickly that a solder material, has a higher coefficient of thermal expansion than a solder material and oxidizes more easily.
  • the assembly material is a polymer crosslinkable by irradiation, in particular by UV irradiation, the process consisting in:
  • the crosslinkable polymer is crosslinked by irradiating it.
  • this embodiment has the same advantages as a heat-curable adhesive.
  • this embodiment has the advantage of making the curvature of the microelectronic component and the solidification action of the assembly material independent.
  • the desired curvature for the microelectronic component is determined at the solidification temperature of the joining material, that is to say the melting temperature for a welding material and the crosslinking temperature for a heat-curable adhesive.
  • the design of the bimetal must necessarily take into account this temperature to obtain the desired curvature.
  • a radiation-curable adhesive for example UV
  • the choice of the temperature at which the joining material solidifies is free, which simplifies the design of the microelectronic component.
  • a crosslinkable adhesive by UV irradiation at a temperature of 20 ° C.
  • a radiation-curable adhesive usually requires specific and complex materials, and therefore more expensive, for example, than a simple heating enclosure.
  • some micro electronic elements are very sensitive to irradiation, which can limit the type of microcomponents to which this embodiment applies.
  • the stack is made by placing the microelectronic component on the assembly material, the curvature of the microelectronic component and its attachment to the substrate can therefore be performed simultaneously.
  • the joining material is in the form of pads of solder material, each disposed between a first wettable surface of the microelectronic component and a wetting surface of the substrate. It is found that the joining material, when completely filling the space between the component and the substrate, has an influence, although small, on the curvature of the microelectronic component. In particular, the assembly material contracts when it freezes. By performing the assembly by means of pads, the amount of connecting material is less, which reduces the influence of the latter on the curvature of the component, while ensuring a quality bond with the substrate.
  • the pads may be used, if necessary, as electrical interconnections between the component, for example an image sensor, and the substrate, for example a read circuit.
  • the use of solder pads and corresponding wettable surfaces allows self-alignment of the components during the melting of the solder material and thus avoids the use of very accurate and therefore very expensive alignment materials.
  • the area of the wettable surfaces associated with the pad and the volume of solder material of the pad are determined as a function of the distance separating the microelectronic component from the melting temperature of the substrate. at the location of the stud.
  • the height of each pad can be chosen to be equal to its equilibrium height, the pad therefore not undergoing mechanical stress and not imposing stress on the bimetal, which makes it possible to improve the mechanical robustness of assembly.
  • this makes it possible to implement self-aligned collective assembly methods, for example methods making it possible to collectively assemble several hundred to several thousand chips, and makes it possible to self-align the microelectronic component on the substrate.
  • the layer of the microelectronic component facing the joining material is made in the form of pads.
  • each pad of assembly material is in contact with a corresponding pad of the microelectronic component.
  • the layer of the microelectronic component facing the joining material is solid and comprises islands of an electrically conductive material formed in the thickness of said layer.
  • each pad of assembly material is in contact with a corresponding island of the microelectronic component. This makes it possible in particular to design regions having different functions, for example electrical connections.
  • the microelectronic component comprises only two superimposed layers and mechanically integral with each other, said layers having different coefficients of thermal expansion.
  • the circuit whose curvature is desired for example an image sensor, is itself one of the elements of the bimetal, which reduces the number of layers of the final component and also allows increased precision. of the circuit object of the curvature.
  • one of the layers of the microelectronic component that does not face the assembly material is an image sensor.
  • FIGS. 1 to 5 are schematic sectional views of a method according to a first embodiment of the invention in which the joining material present between the microelectronic component to be bent and the substrate is solid;
  • FIGS. 6 and 7 are schematic sectional views of a variant of the method according to the first embodiment, wherein the microelectronic component is placed on the bonding material in a form already bent;
  • FIGS. 8 to 10 are schematic sectional views of a method according to a second embodiment of the invention wherein the bonding material present between the microelectronic component to bend and the substrate takes the form of solder pads ;
  • Figure 11 is a sectional view of a solder ball between two wettable surfaces illustrating the equilibrium height of the ball
  • FIG. 12 is a plot illustrating the height of a solder ball according to the diameter of a wettable area
  • ⁇ Figures 13 and 14 are respectively a view of a matrix wettable surfaces of increasing diameter from the center towards the edges and the curvature of a microelectronic component that solder balls, placed on the matrix wettable surfaces, can adopt in their equilibrium height;
  • ⁇ Figures 15 is 16 are schematic sectional views of two patterns of electrical connections for reporting electrical connections on the upper face of the bimetallic strip to the substrate by means of connecting pads;
  • FIGS. 17 to 19 are schematic sectional views of a method according to a third embodiment of the invention using local heating elements to obtain a complex shape for the microelectronic component;
  • FIG. 20 is a schematic sectional view illustrating the microelectronic component radius of curvature of bimetal
  • Figures 21 and 22 are schematic sectional views illustrating the collective fabrication of detectors to be bent
  • FIG. 23 is a view illustrating the deflection of a curvature
  • ⁇ Figure 24 is a graph illustrating the variation of the deflection of a bimetallic composite silicon / nickel depending on the thickness of the nickel layer;
  • FIGS 21 and 22 are schematic sectional views illustrating a first alternative embodiment of a bimetallic strip from a sensor illustrated in FIGS 21 and
  • Figures 28 and 29 are schematic sectional views illustrating a second embodiment of a bimetal from a detector shown in Figures 21 and 22;
  • Figures 30 and 31 are schematic sectional views illustrating the carry and curvature of a bimetallic detector of Figures 25 to 29;
  • FIG. 32 is a schematic sectional view illustrating the deferral and the collective bending bimetal detectors of Figs 25 to 29. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  • the process begins with the manufacture of a microelectronic component in the form of a bimetallic strip (FIG. 1).
  • the bimetallic strip 10 is manufactured at a so-called "initial" temperature T, the temperature at which the bimetallic strip 10 adopts a first curvature dictated by the conditions of its manufacture, and preferably having a curvature smaller than the desired final curvature.
  • T the temperature at which the bimetallic strip 10 adopts a first curvature dictated by the conditions of its manufacture, and preferably having a curvature smaller than the desired final curvature.
  • the bimetallic strip 10 is flat.
  • the bimetallic strip 10 comprises a first upper layer 12, of thickness,, of average thermal expansion coefficient a x , and of Young modulus E x , and a second lower layer 14 of thickness e 2 , of thermal expansion coefficient average to 2 , and mean Young's modulus E 2 .
  • the upper 12 and lower 14 layers are secured to one another by an adhesive, a solder, a solder, a molecular adhesion, a diffusion or the like, so as to ensure that the layers 12, 14 remain attached to one another. on the other when the bimetallic strip 10 will be subsequently heated to conform to the desired curvature.
  • this material is advantageously chosen to ensure a hard bond between them, that is to say that the material solidarizing the layers 12 and 14 does not liquefy and does not become viscoplastic when subjected to subsequent heating.
  • the coefficients of thermal expansion ⁇ ⁇ , a 2 of the upper 12 and lower 14 layers are chosen to be different so that the differential expansion in the main plane of these layers under the effect of a temperature deviation from the initial temperature Tj induces the curvature of the bimetallic strip 10, as explained in more detail below.
  • the upper layer 12 for example an image sensor, may be formed on the layer 14 in a manner known per se, using, for example, deposition techniques by evaporation, plasma spraying, electrolysis, so-called electroless deposition. etc.
  • the process is continued by the deposition on the free face of the lower layer 14 of a thin layer of solder material 16, for example a gold layer of a few nanometers, so as to form a wettable surface for a welding material.
  • the assembly 12, 14, 16 thus produced is then placed on a layer of solder material 18, itself deposited on a substrate 20 (FIG. 2).
  • the substrate 20 is rigid, that is to say that it does not undergo deformation under the influence of the curvature of the bimetallic strip to which it will subsequently be secured.
  • the rigidity of the substrate 20 is ensured by an appropriate choice of e 5 high thickness, for example greater than the thickness of the bimetallic strip 10, and / or by choosing a Young high modulus E 5, for example selected much higher than each of the Young moduli E x , E 2 of the layers 12 and 14 of the bimetal 10.
  • the solder material 18 is for example In, HgCuSn, Au x Sn y , for example Auo, 8Sno.2, AuGe, Agln, Ag, or SnPb.
  • Soldering materials with low melting point such as In, AUO, 8 Sno. 2 and HgCuSn, do not subject fragile elements of the microelectronic component to too high temperatures while ensuring that the microelectronic component is frozen without its desired shape over a wide range of temperatures.
  • HgCuSn and AuSn are ductile and corrosion resistant, and AuSn, which is non-oxidizable, does not require the use of deoxidation fluxes during assembly if the solder material is also used as a material. than electrical connection. Then, the assembly is brought to a temperature above the melting temperature T f of the solder material 18, so that the latter becomes liquid.
  • the initial temperature T i at which the bimetal strip 10 is manufactured is less than the melting point of the solder material 18.
  • bimetallic takes on a form:
  • the solder material 18 which is in its liquid state, also fills by capillarity the space between the bimetallic strip 10 and the substrate 20 by making contact with the wettable surface 16 of the bimetallic strip 10, in a manner known per se in the field of welding ( Figure 4). Finally, the assembly is cooled to a temperature below the melting temperature T f of the solder material 18, which is also the temperature at which the solder material 18 solidifies.
  • the bimetallic strip 10 is thus fixed in the curvature that it has at the melting temperature T f of the material 18, or at the very least a very close temperature, of the order of a few tenths of a degree Celsius, of the melting temperature.
  • the heating is carried out at a temperature slightly higher than the melting temperature T f so as not to subject the bimetal 10 to a curvature much greater than that desired, which could unnecessarily weaken the bimetal 10. This also makes it possible to to obtain an almost immediate solidification of the welding material 18 once the cooling has started.
  • an adhesive consisting of a heat-curable polymer is used in place of the solder material 18, for example an epoxy adhesive.
  • the wettable surface layer 16 is omitted and the bimetal strip 10 is placed on the adhesive at a temperature below the crosslinking temperature thereof while the adhesive is in its uncrosslinked state, and therefore in a state liquid. Heating is then performed at a temperature above the crosslinking temperature, preferably a temperature slightly higher than this, which causes the crosslinking of the glue, then the whole is then cooled.
  • the adhesive fills the space between the curved bimetallic strip 10 and the substrate 20 by capillary action.
  • the adhesive by crosslinking thus freezes the bimetallic strip 10 in its curvature at the crosslinking temperature.
  • An adhesive formed of a crosslinkable polymer has the advantage of solidifying at the crosslinking temperature by exhibiting almost instantaneously a very large Young's modulus opposing the relaxation of the bimetallic strip 10. The control of the curvature of the bimetallic strip is therefore more precise.
  • an adhesive consisting of a radiation-curable polymer is used in place of the curable adhesive by heating, advantageously a crosslinkable adhesive by UV irradiation.
  • the bimetallic strip 10 is also placed on the adhesive while the latter is in its non-crosslinked state, and therefore in a liquid state. If this operation is performed at the temperature corresponding to the curvature desired for the bimetal 10, irradiation is implemented to crosslink the glue. Otherwise, the whole is brought to this temperature and the irradiation implemented.
  • the bimetallic strip 10 is substantially plane prior to its heating, meaning in particular that the bimetallic transfer is carried out at the initial temperature T i for the production of the bimetallic strip 10.
  • the bimetallic strip must be transferred already bent over the material solder 18 if this transfer is carried out at a temperature different from the temperature T ; .
  • bimetallic strip 10 is manufactured at an initial temperature T i that is greater than the melting temperature T f and is therefore substantially flat at this temperature (bimetallic strip 10 ') and then transferred to the material assembly 18 while it has a lower temperature and therefore a curvature (bimetallic strip 10).
  • the assembly is then brought to the melting temperature T f of the material assembly, or carried on the assembly material 18 at a temperature above the temperature T f , the assembly material 18 being in the latter case already liquid, and then cooled to a temperature below the melting temperature T f , as previously described.
  • the heating and cooling of the assembly material thus lock the bimetallic strip 10 into an already curved shape (FIG. 7).
  • a bimetallic strip 30 with an upper layer 12 and a lower layer 14.
  • a continuous wettable surface is not formed on the free face of the lower layer 14, but islands 36 defining wettable surfaces, for example gold, the free face of the lower layer 14 itself being non-wettable or having undergone treatment or deposition to render it non-wettable ( Figure 8) .
  • solder balls 38 This assembly is then transferred to solder balls 38 by resting each wettable surface 36 on a corresponding solder ball 38.
  • Each of the solder balls 38 also rests on an island 40 formed on the rigid substrate 20, for example made of gold, and defining a wettable surface, the face of the substrate 20 receiving the islands 40 being non-wettable ( Figure 9).
  • the assembly formed of a solder ball 38 and its associated wettable surfaces 36 and 40 is hereinafter designated by the expression "hybridization column" with reference to the "flip-chip” hybridization technique.
  • the process can then optionally continue by filling the free space between the solder balls 38 with a filling material, or "underfill", which is solid at the operating temperature of the electronic component in order to protect the solder balls 38 mechanical stresses induced by subsequent thermal cycles, an electronic device that can operate at very low temperatures (for example, in winter) or at very high temperatures (for example in summer).
  • underfill a filling material, or "underfill” which is solid at the operating temperature of the electronic component in order to protect the solder balls 38 mechanical stresses induced by subsequent thermal cycles, an electronic device that can operate at very low temperatures (for example, in winter) or at very high temperatures (for example in summer).
  • the thickness of the bimetallic strip 10 is chosen as low as possible so that the biasing force of the bimetallic strip exerted during cooling does not excessively deform the solder balls 38.
  • the bimetallic strip 10 exerts a radial force along a horizontal plane while seeking to adapt to the shape it would have at this temperature if it were not fixed. This force is all the more important as the thickness of bimetal 10 is high.
  • the hybridization columns are determined so that they present their equilibrium heights when the bimetallic strip 30 is fixed in its desired curvature, the hybridization columns 36, 38, 40 "accompanying" thus said curvature without being subjected to mechanical stresses.
  • Figure 11 illustrates this phenomenon as well as the principle underlying this preferred variant.
  • a single liquid solder ball 38 sandwiched between two cylindrical islands 36, 40 of material wettable by the material of the ball 38 and respectively formed on the bimetal 30 and the substrate 20 whose surfaces are non-wettable by the material of the ball 38.
  • the height H between the bimetallic strip 30 and the substrate 20 is free to vary according to the properties of the ball 38 (for example, the substrate 20 is rigid and fixed, and the bimetallic strip 30 is placed on the ball 40 without exerting any other constrained as its own weight), when the material of the ball 38 is in the liquid phase, it then takes a unique form of equilibrium depending on the nature of the material constituting it, its compression limit (which determines the minimum height ball 38 at the limit of its break when crushed), its tension limit (which determines the maximum height of the ball 38 at the limit of its rupture when stretched) and external parameters such as the pressure exerted by the surfaces with which it is in contact (in the example illustrated, the surface pressure exerted by the island 36 due to the weight of the island 36 and the weight of the bimetallic strip 30).
  • the islands of wettable surfaces 36, 40 are initially positioned opposite each other with precision. Indeed, during the melting of the ball 38, the attachment of the material thereof with the wettable surfaces of the islands 36, 40 naturally causes the relative displacement of the substrate 20 and the bimetal 30 to achieve a state of equilibrium in which the islands 36, 40, and therefore the substrate 20 and the bimetallic strip 30 are aligned. Practically, this means that it is possible to roughly position the islands 36 on the beads 38 during the step described in Figure 9, the subsequent melting of the balls 38 causing a self-alignment of the bimetal 30 on the substrate 20 .
  • the ball 38 is stretched if this height H is greater than the equilibrium height. hg or compresses if this height H is less than the equilibrium height hg.
  • the plot of FIG. 12 illustrates, by way of example, the equilibrium height hg of a solder ball 38 for an island 40 of the substrate 20 with a diameter of 45.17 micrometers (ie an area S 1 of 1.602.10 3 ⁇ 2 ) and a volume of material of the balls 38 equal to 86.023.10 3 ⁇ 3 .
  • the diameter of an island 36 formed on the bimetallic strip 30 is represented, and on the ordinate, the corresponding equilibrium height hg of the ball 38.
  • FIG. 13 illustrates a view from below of the bimetal 30 with an example of a matrix of islands 36 regularly arranged, the volume of material of the balls 38 being identical and the islands 40 being identical.
  • the islands 36, and thus the wettable surfaces by the balls 38, here have an increasing area as a function of the distance to a central block 46.
  • the island pattern 36 thus makes it possible to obtain appropriate equilibrium heights for each of the balls.
  • solder 38 to accompany the curvature of the bimetallic strip 30 illustrated in FIG. 14.
  • crosslinkable glue comprising conductive particles
  • epoxy adhesive comprising silver particles
  • FIG. 15 is a sectional view of an embodiment of the upper and lower layers 12 14 of the bimetal 30 for making electrical connections between the upper face of the layer 12 and the substrate 20.
  • the upper layer 12 has electrical connections through 47 and the lower layer 14 has, in the extension of each electrical connection through 47, a conductive island 48 electrically insulated by insulating material 49, each conductive island 48 being in contact with a pad of conductive assembly material, for example a solder ball 38 as described above.
  • Electrical connections between the upper face of the layer 12 and the substrate 20, illustrated by the dashed arrows, are thus defined.
  • additional studs of assembly material may be used for the mechanical strength of the assembly, as illustrated in this figure.
  • FIG. 16 is a diagrammatic sectional view of a second exemplary embodiment of electrical connections between the upper face of the layer 12 and the substrate 20, in which through-hole conducting nails 50 are made in the thickness of the bimetallic strip 30 and are in contact with conductive material pads, for example solder balls 38.
  • bimetallic strip 10 which is substantially a portion of a sphere.
  • the bimetal effect can also be used locally to give a more complex shape to a microelectronic circuit.
  • the process starts with the production of a plurality of "local" bimetallic strips 52 made up of studs 54 integral with the upper layer 12 and presenting with it a difference in coefficient of thermal expansion, the geometry and the constituent materials of the studs 54 being dependent of the desired final shape for the upper layer 12.
  • the connecting material used is a welding material
  • the studs 54 are also covered on their free face with a layer 56 of wettable surface-forming solder material. ( Figure 17).
  • the assembly is then transferred to the assembly material 58 deposited on the rigid substrate 20.
  • the assembly material may be formed of a solid layer as described in connection with the first embodiment.
  • the connecting material is made in the form of pads 58, for example solder balls or crosslinkable adhesive pads, as described in relation to the second embodiment, the pads of assembly material 58 being associated respectively to the pads 54 ( Figure 18). Heating is then applied to the assembly at a temperature above the melting temperature T f of the joining material 58, then the whole is cooled to a temperature below the melting temperature T f of the material 58.
  • Each block 54 thus forming with the layer 12 a bimetallic strip that bends under the effect of heating and remains frozen at the melting temperature T f of the material 58 (FIG. 19).
  • a complex shape of the upper layer 12 is thus obtained, depending in particular on the geometry (area and thickness) of the islands 54, as well as their constitution, the islands 54 may optionally be made of different materials and / or have different thicknesses .
  • a lower layer of a bimetallic made in the form of islands also allows to obtain substantially a sphere portion for the upper layer. More particularly, the higher the island filling rate, ie the greater the ratio of the total area of the islands 54 to the total area of the upper layer 12, the higher the shape of the island. upper layer approaches a spherical shape.
  • I x and I 2 are moments of inertia of the layers 12 and 14 respectively equal to
  • each of the layers 12 and 14 of the bimetal strip may be complex, for example consisting of a multilayer and / or composite materials.
  • the calculation of the coefficient of thermal expansion of a complex layer is described, for example, in the document "Micro electronic Packaging Handbook" by R. Tummala, Van Nostrand Edition, New York 1999, pages 923 to 935.
  • the image sensor is formed on silicon substrate having a thickness of 50 microns;
  • the image sensor has a 50 micrometer arrow in the center of the matrix
  • ⁇ electrical connections present on the front face of the detector are brought to the rear face thereof, that is to say on the face opposite to that intended to receive the radiation to be detected, the electrical connections being arranged in regularly the shape of a matrix with a pitch of 1 millimeter, ie a matrix of 7 connections per 7 connections;
  • ⁇ the total footprint of the detector is 8 millimeters by 8 millimeters and a thickness.
  • each detector 62 comprises a detection circuit 64 formed on and / or in a silicon substrate 66, the circuit 64 comprising an image sensor, for example an array of semiconductor photodetectors, in particular photodiodes, phototransistors or the like, in CMOS or CCD technology, and an integrated circuit for reading the photodetector matrix.
  • Electrical connections 68 to the detection circuit 64 are also provided on the front face 70 of the detector 62 at the periphery of the latter and are brought back to the rear face 72 of the detector 62 by means of electrical connections 74 passing through the silicon substrate 66.
  • connections 74 are taken up by metal connections 76 formed in a silicon layer 78 for be redistributed on the rear face 72 of the detector 62 according to a matrix of contacts of 7 connections by 7 connections having a pitch of 1 millimeter.
  • the detection circuits 64 are moreover encapsulated under a cover 80 suspended above them by calluses 82 arranged on the periphery of the circuits 64.
  • the total area of a detector 62 is 8 millimeters by 8 millimeters and the total thickness of the substrate 66, the layer 78 and the detection circuit 64 is equal to 50 micrometers.
  • the assembly 84 formed elements 64, 66 and 78 hereinafter referred to as the "composite substrate", has mechanical properties very close to those of silicon. Indeed, the composite substrate 84 is largely made of this material.
  • the composite substrate 84 has a mean thermal expansion coefficient a x and a Young's modulus E j very close to the coefficient of thermal expansion and the Young's modulus of silicon. More particularly, the coefficient a x is substantially equal to 3 ppm and the Young's modulus E l is substantially equal to about 120 GPa (gigapascal).
  • An arrow F of 50 microns for the composite substrate 84 is desired, the arrow F being illustrated in FIG. 23 and simply deductible from the radius of curvature R.
  • a layer of nickel is deposited under the composite substrate 84, as described below, to form a bimetal, and a lead-free alloy, more particularly a silver, copper and copper alloy.
  • Nickel which has the advantage of being easily deposited by electrolysis, is a very good protection against corrosion of the composite substrate 84, and a barrier against diffusion of the solder in the composite substrate 84.
  • the AgCuSn alloy has the advantage to have a low melting temperature and also forms an effective protection against corrosion of the composite substrate 84.
  • Nickel has a coefficient of thermal expansion greater than the coefficient of thermal expansion of the composite substrate 84.
  • FIGS. 25 to 27 are diagrammatic cross-sectional views illustrating a first embodiment of pads for rear solder ball assembly of a detector 62.
  • a thin hooking layer 90 by For example, a titanium layer 50 nanometers thick is deposited on the rear face 72 of the composite substrate 84 of the detector 62, then a nickel layer 92 of a micrometer thick is deposited on the hook layer 90.
  • a solder metal layer 94 forming a wettable surface, for example a 100 nanometer thick layer of gold, is then deposited on the nickel layer 92 (FIG. 25). These operations are performed at a manufacturing temperature T, lower than the melting temperature Tf of the silver, copper and tin alloy (AgCuSn) used for the assembly material.
  • the process is continued by photolithography and etching in order to produce a two-dimensional matrix of islands of gold 96 with a pitch of 500 microns.
  • the diameter of the islands 96 is chosen decreasing from the center to the edge of the detector 62 so that the solder balls used for the assembly have their equilibrium heights once the bimetal is frozen, as described in more detail below.
  • Islands 96 are furthermore made in front of each of the connections 76 (FIG. 26).
  • a second photo lithography and a second etching are then performed up to the composite substrate 84 to isolate pads 98 having a diameter of 0.4 millimeters around each island of gold 96, which makes it possible in particular to electrically isolate interconnections electrical connections 76 ( Figure 27).
  • FIGS. 28 and 29 are diagrammatic cross-sectional views illustrating a second variant embodiment of studs for solder ball assembly on the rear face of a detector 62.
  • a layer of hooking and growth 100 is deposited on the rear face 72 of the detector 62, for example a stack formed of a titanium layer of 50 nanometers thick deposited on the composite substrate 84 for hooking nickel, and a nickel layer of 100 micrometers, deposited on the layer hooked, for the subsequent growth of a nickel layer by electrolysis.
  • a resin mask 102 is then deposited on the hook and growth layer 100 with a dimensional matrix of openings 104 of 0.4 millimeter in diameter with a pitch of 0.5 millimeters at the desired locations for the pads, and in particular opposite connections 76 (FIG. 28).
  • a layer of nickel 1 micrometer thick and a layer of gold of 0.1 micrometer are then deposited in this order in the openings 104 by electrolysis. These operations are performed at a manufacturing temperature lower than the melting temperature Tf of the silver, copper and tin alloy (AgCuSn) used for the assembly material.
  • the resin mask 102 is removed and the hooked and growth layer 100 is etched to the composite substrate 84 in a manner known per se so as to form pads 106 isolated from each other ( Figure 29). In doing so, the cost of the manufacturing process is reduced, since a deposit by electrolysis (chemical) is much cheaper than a physical deposition by evaporation or spraying.
  • Figures 30 and 31 are sectional views illustrating a first variant of the conformation of the bimetal 108 formed of the composite substrate 84 and nickel pads 98, or 106 to the desired curvature. In the example illustrated in these figures, it is the bimetallic formed of the composite substrate 84 and the pads 98 of Figure 27 which has been shown.
  • bimetallic strip 108 is transferred to a rigid ceramic substrate 110 having a thickness of 650 micrometers.
  • the pads 98 are deposited on a matrix of corresponding solder balls 112 made of AgCuSn, the balls 112 being identical and having a diameter of 250 micrometers (FIG. 30).
  • the balls 112 are formed on corresponding gold islands 114 of the substrate 110, the gold islands 114 being identical and having a diameter of 0.3 millimeters.
  • the height variation of the solder balls 112 is thus regulated by the area of the wettable surfaces 96 of the pads 98.
  • the islands wettable elements 114 of the rigid substrate 110 may be chosen according to a variable area to adapt the height of the solder balls 112.
  • the assembly is then raised to a higher temperature, and preferably slightly higher, to the melting temperature Tf of the alloy AgCuSn constituting the solder balls 112, for example a temperature of 241 ° C, so as to completely melt the AgCuSn alloy beads 112. Under the effect of this heating, the Welding balls 112 melt and the bimetallic strip 108 curves concavely. Cooling is then performed at a temperature below the melting temperature Tf of the solder bead material 112, for example a temperature of 20 ° C.
  • solder balls 112 When the solder balls 112 reach the melting temperature T j , they solidify instantly, which freezes the bimetallic strip 108 in the desired curvature, and calculated for the melting temperature T j , namely with a 50 micrometer arrow (FIG. 31).
  • Internal connections to the ceramic substrate 110 may be provided and the latter may be transferred to a printed circuit board via, for example, solder balls 116 if the application requires it.
  • the bimetal is transferred directly to a printed circuit board, this variant differing from that described in FIGS. 30 and 31 by the nature of the substrate 110 which is replaced by the printed circuit board.
  • the printed circuit board is made of organic material, measures may be taken to mechanically reinforce the printed circuit board locally, for example with a hard pellet.
  • FIG. 25 to 31 there is shown a single detector 62 for reasons of clarity. This can recover reality, the detectors 62 being individualized once the set of detectors 60 manufactured and then carried alone on a ceramic substrate, a printed circuit board or the like. Alternatively, it is the set 60 of detectors 62 which is carried on a common substrate, for example ceramic, or a printed circuit board, as illustrated in FIG. 32. Once the detectors have been bent, as described previously, these can then be individualized.
  • planar substrate has been described.
  • the substrate may be non-planar.
  • plate / plate or "wafer / wafer”, components manufactured on a first plate with support substrates made on a second plate;
  • ⁇ thermally and mechanically assemble the rear face of the curved component to a carrier substrate itself having a flat rear face, which is particularly advantageous for integrators.
  • the assembly material also ensures the mechanical deformations required by the front face while remaining a very good thermal conductor to evacuate the calories generated by the system.
  • a conductive adhesive is chosen electrically and thermally.

Abstract

The invention relates to a process for fabricating a curved microelectronic circuit, which process consists in: fabricating, at a first temperature, a microelectronic component comprising at least two superposed layers (12, 14) that are mechanically fastened to one another, said layers (12, 14) having different thermal expansion coefficients; producing a multilayer comprising: a rigid substrate (20); said microelectronic component; and a liquid-phase joining material (18) placed intermediate between the rigid substrate (20) and the microelectronic component, the joining material (18) being able to solidify at a second temperature that is different from the first temperature; subjecting the microelectronic component and the joining material (18) to the second temperature; and, when the microelectronic component is at the second temperature, solidifying the joining material (18).

Description

PROCEDE POUR LA REALISATION D'UN COMPOSANT MICROELECTRONIQUE COURBE PAR EFFET BILAME, ET COMPOSANT MICROELECTRONIQUE AINSI OBTENU  METHOD FOR PRODUCING A BILAMIC CURVED MICROELECTRONIC COMPONENT, AND MICROELECTRONIC COMPONENT THUS OBTAINED
DOMAINE DE L'INVENTION  FIELD OF THE INVENTION
La présente invention a trait à la réalisation d'éléments non plans, notamment des composants électroniques ou optiques nécessitant une courbure contrôlée. The present invention relates to the production of non-planar elements, in particular electronic or optical components requiring a controlled curvature.
L'invention trouve particulièrement application dans le domaine des capteurs d'images et des émetteurs matriciels, quel que soit leur domaine spectral, infrarouge, visible ultraviolet, rayons X par exemple. The invention is particularly applicable in the field of image sensors and matrix emitters, whatever their spectral range, infrared, visible ultraviolet, X-rays for example.
ETAT DE LA TECHNIQUE Les imageurs électroniques comprennent usuellement un capteur d'image plan, semiconducteur réalisé en silicium selon la technologie CMOS ou CCD, et une optique qui forme une image de la scène observée sur le capteur d'image. STATE OF THE ART Electronic imagers usually comprise a planar, semiconductor image sensor made of silicon according to CMOS or CCD technology, and an optic which forms an image of the scene observed on the image sensor.
Toutefois, l'utilisation d'une simple lentille convergente en tant qu'optique n'est pas satisfaisante dans la mesure où l'image formée par une telle lentille n'est pas plane mais sphérique, phénomène connu sous le nom de « courbure de champ ». De fait, l'image projetée par une lentille convergente sur un capteur plan est soit nette au centre mais pas sur les bords ou l'inverse. Ceci explique notamment la fabrication d'optiques complexes, formées de groupe de lentilles, ayant en outre subi des traitements de surface spécifiques afin de conformer les images qu'elles produisent au caractère plan du capteur. Cependant, même à l'heure actuelle, les optiques les plus complexes introduisent toujours un certain nombre d'aberrations, tant géométriques que chromatiques, au rang desquelles figurent les distorsions en barillet et en coussinet, les aberrations sphériques (ou aberrations dites de « lumière diffuse »), le coma, l'astigmatisme, le vignettage, les éblouissements, la lumière parasite (reflet), ou encore les franges chromatiques. However, the use of a simple convergent lens as an optic is not satisfactory insofar as the image formed by such a lens is not flat but spherical, a phenomenon known as the "curvature of field ". In fact, the image projected by a convergent lens on a flat sensor is either sharp in the center but not on the edges or vice versa. This explains in particular the manufacture of complex optics, formed of lens group, having also undergone specific surface treatments in order to conform the images they produce to the plane character of the sensor. However, even today, the most complex optics always introduce a number of aberrations, both geometrical and chromatic, among which are distortions in barrel and pincushion, spherical aberrations (or aberrations called "light"). diffuse "), coma, astigmatism, vignetting, dazzling, stray light (reflection), or chromatic fringes.
Une manière efficace de faire disparaître les erreurs induites par la courbure de champ est de modifier la forme du capteur d'image de façon à ce qu'il soit sensiblement de même forme que l'image formée par l'optique. On conçoit donc aisément l'intérêt de concevoir des capteurs courbés dans le domaine de la formation d'image. Usuellement, les capteurs numériques, quelle que soit leur technologie (CCD ou CMOS pour le visible, à base de CdHgTe pour l'infrarouge, etc .), et leur configuration (monolithique, hybridé, etc ..) comprennent un substrat dans lequel est formé un circuit de lecture des pixels, ce substrat présentant une épaisseur de quelques dizaines de micromètres à plusieurs millimètres. Or, la réalisation d'un substrat courbé, ou plus généralement la réalisation d'un circuit souple, restent difficile pour de telles épaisseurs. En effet, courber un circuit plan présentant une épaisseur élevée (typiquement supérieure à 50 micromètres), et ayant donc une rigidité élevée, provoque des défauts nuisant à la qualité du circuit, comme par exemple des bourrelets, des fêlures, des déchirures, voire même la destruction de connexions et de composants électriques contenus dans le circuit. An effective way of removing the errors induced by the field curvature is to change the shape of the image sensor so that it is substantially of the same shape as the image formed by the optics. It is therefore easy to understand the interest of designing curved sensors in the field of image formation. Usually, digital sensors, whatever their technology (CCD or CMOS for the visible, based on CdHgTe for the infrared, etc.), and their configuration (monolithic, hybridized, etc.) include a substrate in which is formed a reading circuit of the pixels, this substrate having a thickness of a few tens of microns to several millimeters. However, the production of a curved substrate, or more generally the production of a flexible circuit, remains difficult for such thicknesses. Indeed, bending a planar circuit having a high thickness (typically greater than 50 micrometers), and therefore having a high rigidity, causes defects affecting the quality of the circuit, such as beads, cracks, tears, or even the destruction of electrical connections and components contained in the circuit.
Pour éviter de tels inconvénients, il est possible de concevoir un circuit ayant une épaisseur très faible (typiquement inférieure à 50 micromètres pour un circuit en silicium), et par conséquent une grande souplesse, puis de coller celui-ci sur une membrane élastique qui est ensuite courbée selon la courbure souhaitée, par exemple une membrane précontrainte sous une forme plane lors du collage du circuit dont on relâche la contrainte pour que la membrane retrouve une forme courbée, comme par exemple décrit dans le document « A hemispherical électronique eye caméra based on compressible silicon optoelectronics », de Heung Cho KO, Nature Letters, vol. 454/7, août 2008, ou encore une membrane élastique suspendue et déformée par application d'une tige à la courbure souhaitée, comme par exemple décrit dans le document « Curving monolithic silicon for nonplanar focal plane array application », de Rostam Dinyari, Applied Physics Letters 92, 091117 2008. Toutefois l'emploi de telles techniques ne permet pas d'exercer des contraintes radiales importantes, c'est-à-dire dans le plan du circuit, en raison de la colle utilisée pour fixer le circuit à la membrane élastique, colle qui permet d'exercer sensiblement uniquement une force verticale, c'est-à-dire selon un axe perpendiculaire au plan du circuit, ce qui limite le contrôle de la courbure. En outre, il convient une fois le circuit courbé via la courbure de la membrane, de retirer cette dernière tout en collant le circuit courbé sur une pièce rigide présentant la courbure souhaitée, ce qui s'avère particulièrement difficile, sans compter que la colle présente souvent des défauts (bulles, inhomogénéités...) non contrôlables et non prévisibles qui se reportent sur le circuit aminci du fait de la faible épaisseur de ce dernier. La qualité finale du circuit se révèle de fait en grande partie aléatoire. Le document US-A-7 397 066 décrit quant à lui différentes techniques pour courber un capteur d'image déposé sur une face d'un substrat plan, et notamment l'emploi d'un effet bilame. Plus particulièrement, un bilame, composé de deux couches de matériaux présentant des coefficients de dilatation thermique différents, est fixé sur la face opposée du substrat sur laquelle est réalisé le capteur d'image, et le bilame est porté à la température « opérationnelle » du capteur d'image. En raison de la différence de coefficients de dilation thermique, il se crée ainsi différentiel de dilation qui courbe le bilame, et par conséquent le substrat sur lequel il est fixé, et de fait le capteur d'image. Toutefois, pour que le capteur d'image conserve la courbure souhaitée, il est nécessaire de conserver le bilame à la température « opérationnelle ». En effet, tout écart de température par rapport à cette température cible induit nécessairement une dilation différente des éléments du bilame, et donc une courbure différente de celui-ci, et delà une courbure différente du capteur d'image. Ceci suppose donc de prévoir des moyens de régulation de température dans le détecteur, caméra ou appareil photo par exemple, qui incorpore le capteur d'image, ce qui est non seulement difficilement envisageable pour les détecteurs grands publics, notamment en raison de la consommation excessive d'énergie de ce type de système. Le document JP-A-2004/349545 décrit la fabrication d'un circuit électronique courbé et notamment la fabrication d'un circuit formé de deux couches solidarisées par une résine et présentant des coefficients d'expansion différents. Le circuit est tout d'abord chauffé de manière à le courber selon un effet bilame, puis une fois solidifié, le circuit est reporté sur un substrat. To avoid such drawbacks, it is possible to design a circuit having a very small thickness (typically less than 50 micrometers for a silicon circuit), and therefore a great flexibility, then to stick it on an elastic membrane which is then curved according to the desired curvature, for example a prestressed membrane in a plane shape during bonding of the circuit, the stress of which is relaxed so that the membrane finds a curved shape, as for example described in the document "A hemispherical electronic eye camera based on compressible silicon optoelectronics ", from Heung Cho KO, Nature Letters, vol. 454/7, August 2008, or an elastic membrane suspended and deformed by application of a rod to the desired curvature, as for example described in the document "Curving monolithic silicon for nonplanar focal plane array application" by Rostam Dinyari, Applied Physics Letters 92, 091117 2008. However, the use of such techniques does not allow to exert significant radial stresses, that is to say in the plane of the circuit, because of the glue used to fix the circuit to the elastic membrane, adhesive which allows to exercise substantially only a vertical force, that is to say along an axis perpendicular to the plane of the circuit, which limits the control of the curvature. In addition, once the circuit is curved through the curvature of the membrane, remove the latter while gluing the curved circuit on a rigid piece having the desired curvature, which proves particularly difficult, besides the present glue often uncontrollable and unpredictable defects (bubbles, inhomogeneities ...) which are related to the thinned circuit because of the thinness of the latter. The final quality of the circuit turns out to be largely random. Document US-A-7 397 066 describes various techniques for bending an image sensor deposited on a face of a planar substrate, and in particular the use of a bimetallic effect. More particularly, a bimetallic strip, composed of two layers of materials having different thermal expansion coefficients, is fixed on the opposite face of the substrate on which the image sensor is made, and the bimetal strip is brought to the "operational" temperature of the image sensor. Because of the difference in thermal expansion coefficients, it is thus created differential expansion which curves the bimetal, and therefore the substrate on which it is attached, and indeed the image sensor. However, in order for the image sensor to retain the desired curvature, it is necessary to keep the bimetallic strip at the "operational" temperature. Indeed, any difference in temperature with respect to this target temperature necessarily induces a different expansion of the elements of the bimetal, and therefore a different curvature thereof, and beyond a different curvature of the image sensor. This therefore requires the provision of temperature control means in the detector, for example a camera or a camera, which incorporates the image sensor, which is not only difficult to envisage for mass-market detectors, particularly because of excessive consumption. of this type of system. The document JP-A-2004/349545 describes the manufacture of a curved electronic circuit including the manufacture of a circuit formed of two layers joined by a resin and having different expansion coefficients. The circuit is first heated to bend it to a bimetallic effect, and once solidified, the circuit is transferred to a substrate.
Le document US-A-2010/210042 décrit la fabrication d'un boîtier comportant des portions courbées. Plus particulièrement, les portions comportent un empilement de couches présentant des coefficients d'expansion différents et reporté à plat sur un substrat au moyen de plots de soudure. L'ensemble est chauffé de manière à faire fondre le matériau de soudure et à courber les portions puis le matériau est refroidi. US-A-2010/210042 discloses the manufacture of a housing having curved portions. More particularly, the portions comprise a stack of layers having different coefficients of expansion and carried flat on a substrate by means of solder pads. The assembly is heated to melt the solder material and bend the portions and then the material is cooled.
EXPOSE DE L'INVENTION SUMMARY OF THE INVENTION
Le but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication d'un circuit micro électronique courbé utilisant l'effet bilame et permettant de figer le bilame dans sa forme souhaitée sur une grande plage de températures. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un circuit micro électronique courbé consistant : The object of the present invention is to provide a method for manufacturing a curved microelectronic circuit using the bimetallic effect and for freezing the bimetallic strip in its desired shape over a wide temperature range. For this purpose, the subject of the invention is a method of manufacturing a curved microelectronic circuit consisting of:
■ à fabriquer à une première température un composant microélectronique comprenant au moins deux couches superposées et mécaniquement solidaires l'une de l'autre, lesdites couches présentant des coefficients de dilatation thermique différents ; ■ to manufacture at a first temperature a microelectronic component comprising at least two layers superimposed and mechanically integral with each other, said layers having different coefficients of thermal expansion;
■ à réaliser un empilement comprenant : ■ to carry out a stack comprising:
o un substrat rigide;  a rigid substrate;
o ledit composant microélectronique; et  said microelectronic component; and
o un matériau d'assemblage en phase liquide intercalé entre le substrat rigide et le composant microélectronique, le matériau d'assemblage étant apte à se solidifier à une seconde température différente de la première température ;  o a liquid phase joining material interposed between the rigid substrate and the microelectronic component, the assembly material being able to solidify at a second temperature different from the first temperature;
■ à soumettre le composant microélectronique et le matériau d'assemblage à la seconde température ; et Subjecting the microelectronic component and the joining material to the second temperature; and
■ lorsque le composant microélectronique est à la seconde température, à solidifier le matériau d'assemblage. ■ when the microelectronic component is at the second temperature, solidifying the joining material.
Par « liquide », on entend une phase de la matière où le matériau d'assemblage est déformable et ne s'oppose pas à la courbure du composant microélectronique. Notamment, au sens de l'invention, un matériau d'assemblage liquide peut également présenter une viscosité élevée, comme par exemple une colle polymère. By "liquid" is meant a phase of the material where the connecting material is deformable and does not oppose the curvature of the microelectronic component. In particular, within the meaning of the invention, a liquid assembly material may also have a high viscosity, such as for example a polymer adhesive.
En d'autres termes, l'effet bilame est utilisé pour courber le composant micro électronique qui est figé dans sa courbure par sa solidarisation à un substrat au moyen d'une solidification d'un matériau d'assemblage. In other words, the bimetal effect is used to bend the microelectronic component which is fixed in its curvature by its attachment to a substrate by means of a solidification of an assembly material.
Tout d'abord, dans sa phase liquide, le matériau d'assemblage ne s'oppose pas à la dilatation du composant microélectronique qui forme, ou comporte, un bilame, tout en remplissant, notamment par capillarité, l'espace entre le composant et le substrat. Ensuite, en solidifiant le matériau d'assemblage, ce dernier reste ensuite solide pour une large gamme de températures, et notamment toute température inférieure à la température à laquelle le matériau d'assemblage a été solidifié. Le bilame reste donc également figé dans la courbure qu'il présente à la température de solidification du matériau d'assemblage et reste insensible aux variations de température, notamment inférieures, à cette température. Il n'est donc pas besoin de prévoir des mécanismes de régulation de température ou tout autre mécanisme additionnel pour conserver le composant dans la courbure souhaitée. On notera par ailleurs que les étapes de réalisation de l'empilement et de chauffage ne sont pas nécessairement réalisées dans le sens exposé ci-dessus. Par exemple, l'empilement peut être réalisé alors que le matériau d'assemblage et le bilame sont déjà portés à la seconde température. De même, les différents composants peuvent être empilés alors que le matériau d'assemblage est dans une phase solide, par exemple lorsqu'il s'agit d'un matériau fusible, puis l'ensemble porté à une température supérieure à la température de fusion du matériau fusible. First, in its liquid phase, the assembly material does not oppose the expansion of the microelectronic component which forms or comprises a bimetal while filling, especially by capillarity, the space between the component and the substrate. Then, by solidifying the assembly material, the latter then remains solid for a wide range of temperatures, including any temperature below the temperature at which the assembly material has been solidified. The bimetal therefore remains fixed in the curvature it has at the solidification temperature of the assembly material and remains insensitive to temperature variations, especially lower, at this temperature. There is therefore no need to provide temperature control mechanisms or any additional mechanism to keep the component in the desired curvature. Note also that the steps of making the stack and heating are not necessarily carried out in the sense explained above. For example, the stack can be made while the connecting material and the bimetal are already brought to the second temperature. Likewise, the various components can be stacked while the joining material is in a solid phase, for example when it is a fusible material, and then the assembly is raised to a temperature greater than the melting temperature. fusible material.
Plus particulièrement, le procédé consiste : More particularly, the process consists of:
" à définir une courbure pour un composant microélectronique ;  "defining a curvature for a microelectronic component;
■ à choisir au moins deux matériaux présentant des coefficients de dilatation thermique différents et un matériau d'assemblage de manière à ce qu'à une température de solidification du matériau d'assemblage, le composant comprenant des couches solidaires constituées respectivement desdits au moins deux matériaux présente la courbure sphérique prédéfinie ; ■ selecting at least two materials having different thermal expansion coefficients and a joining material so that a solidification temperature of the joining material, the component comprising integral layers formed respectively of said at least two materials has the predefined spherical curvature
■ à fabriquer, à une première température différente de la température de solidification du matériau d'assemblage, le composant microélectronique comprenant au moins deux couches superposées et mécaniquement solidaires l'une de l'autre, lesdites couches étant constituées respectivement des au moins deux matériaux choisis; ■ to manufacture, at a first temperature different from the temperature of solidification of the joining material, the microelectronic component comprising at least two superposed layers and mechanically secured to each other, said layers consisting respectively of at least two materials choose;
" à réaliser un empilement comprenant :  "to carry out a stack comprising:
o un substrat rigide;  a rigid substrate;
o ledit composant microélectronique; et  said microelectronic component; and
o le matériau d'assemblage choisi en phase liquide intercalé entre le substrat rigide et le composant microélectronique ;  the assembly material chosen in the liquid phase interposed between the rigid substrate and the microelectronic component;
■ et à solidifier le matériau d'assemblage en soumettant le composant micro électronique et le matériau d'assemblage à ladite température de solidification, de sorte que le composant présente la courbure prédéfinie.  And solidifying the joining material by subjecting the microelectronic component and the joining material to said solidification temperature, so that the component has the predefined curvature.
Comme dit plus haut, l'invention vise à obtenir un contrôle très précis de la courbure, l'application privilégiée étant celle des capteurs photosensibles, et ceci sur une large gamme de température. As said above, the invention aims to obtain a very precise control of the curvature, the preferred application being that of photosensitive sensors, and this over a wide temperature range.
Dans le document JP-A-2004/349545, le bilame est tout d'abord conformé à la courbure voulue, puis reporté sur le substrat. Le report du circuit une fois courbé sur le substrat présente donc les mêmes désavantages de température opérationnelle que mentionnés précédemment. Dans le document US-A-2010/210042, le but visé est de surélever ou de rabaisser des portions de boîtier pour rendre des connexions électriques plus fiables. Ce document n'a pas vocation à obtenir un contrôle précis de la courbure. Plus précisément, il ne cherche pas à courber le boîtier selon une courbure précise prédéfinie à l'avance. Le document US-A-2010/210042 est complètement muet sur les liens qui existent entre la courbure du boîtier et le choix du matériau de soudure. In JP-A-2004/349545, the bimetal is firstly shaped to the desired curvature and then transferred to the substrate. The postponement of the circuit once bent on the substrate therefore has the same operating temperature disadvantages as mentioned above. In US-A-2010/210042 the object is to raise or lower housing portions to make electrical connections more reliable. This document is not intended to obtain precise control of the curvature. More specifically, it does not seek to bend the housing according to a precise curvature predefined in advance. US-A-2010/210042 is completely silent on the links between the curvature of the housing and the choice of welding material.
Par rapport à l'état de la technique, l'invention consiste donc : a) à définir une courbure en fonction de l'application visée ; b) puis à choisir les matériaux du bilame et le matériau solidarisant le circuit courbé à son substrat de manière à atteindre avec précision la courbure souhaitée ; c) et enfin, à reporter le circuit sur le substrat avec le matériau d'assemblage sous forme liquide puis à solidifier ce dernier. Compared to the state of the art, the invention therefore consists of: a) defining a curvature according to the intended application; b) then to choose the materials of the bimetallic material and the material solidarisant the curved circuit to its substrate so as to achieve precisely the desired curvature; c) and finally, to postpone the circuit on the substrate with the assembly material in liquid form and then to solidify the latter.
Selon un mode de réalisation, au moins le composant microélectronique est pourvu d'une surface mouillable en regard du matériau d'assemblage, et dans lequel le matériau d'assemblage est un matériau de soudure. Selon ce mode de réalisation, le procédé consiste : According to one embodiment, at least the microelectronic component is provided with a wettable surface facing the joining material, and wherein the joining material is a solder material. According to this embodiment, the method consists of:
■ à empiler le substrat, le composant micro électronique et le matériau de soudure à une température inférieure à la température de fusion du matériau de soudure; ■ stacking the substrate, the microelectronic component and the solder material at a temperature below the melting temperature of the solder material;
■ à chauffer le composant microélectronique et le matériau de soudure à une température supérieure à la température de fusion du matériau de soudure; et■ heating the microelectronic component and the solder material to a temperature above the melting temperature of the solder material; and
■ à refroidir le composant microélectronique et le matériau de soudure à une température inférieure à la température de fusion du matériau de soudure. En utilisant des matériaux de soudure, usuellement métalliques, dont la température de fusion est élevée, supérieure à la centaine de degrés Celsius, voire égale à plusieurs centaines de degrés Celsius, même dans le cas d'un matériau de soudure à bas point de fusion, comme l'indium par exemple, dont la température de fusion est égale à 156°C, cela signifie donc que le composant microélectronique, comprenant par exemple un capteur d'image, conserve une forme constante pour toutes les conditions de température que rencontre usuellement un détecteur, une caméra ou un appareil photographique par exemple ■ cooling the microelectronic component and the solder material to a temperature below the melting temperature of the solder material. By using welding materials, usually metal, whose melting temperature is high, greater than one hundred degrees Celsius, or even several hundred degrees Celsius, even in the case of a low melting point welding material such as indium, for example, whose melting temperature is equal to 156 ° C., this means that the microelectronic component, comprising for example an image sensor, retains a constant shape for all the temperature conditions usually encountered. a detector, a camera or a camera for example
Le matériau de soudure est par exemple de l'indium (In), un alliage de mercure, de cuivre et d'étain (HgCuSn) dont la température de fusion est égale à 220°C, un alliage d'or et d'étain (AuxSny), par exemple Auo,8Sno.2, dont la température de fusion est égale à 280°C, un alliage d'or et de germanium (AuGe), un alliage d'argent et d'indium (Agin), de l'argent (Ag), ou un alliage d'étain et de plomb (SnPb). Les matériaux de soudure à bas point de fusion, comme par exemple de l'In, de Auo,8Sno.2 et du HgCuSn permettent de ne pas soumettre des éléments fragiles du composant micro électronique à des températures trop élevées tout en s'assurant que le composant micro électronique est figé sans sa forme souhaitée sur la gamme de températures usuellement constatée. Le HgCuSn et le AuSn sont quant à eux ductiles et résistants à la corrosion, et le AuSn, qui est non oxydable, ne nécessite pas l'emploi de flux de désoxydation lors de l'assemblage si le matériau d'assemblage est notamment également utilisé en tant que connexion électrique. En outre, l'emploi de matériau de soudure, électriquement conducteur, permet d'assurer une continuité électrique entre le composant et le substrat. De plus, les matériaux métalliques présentent usuellement une bonne conductivité thermique, ce qui permet d'évacuer via le matériau d'assemblage la chaleur du composant électronique courbé si celui-ci vient à s'échauffer au cours de son fonctionnement. The solder material is, for example, indium (In), an alloy of mercury, copper and tin (HgCuSn) whose melting point is 220 ° C., an alloy of gold and tin (Au x Sn y ), for example Auo, 8 Sno. 2 , whose melting point is 280 ° C, an alloy of gold and germanium (AuGe), an alloy of silver and indium (Agin), silver (Ag), or an alloy tin and lead (SnPb). Soldering materials with low melting point, such as In, AUO, 8 Sno. 2 and HgCuSn make it possible not to subject fragile elements of the microelectronic component to too high temperatures while ensuring that the microelectronic component is frozen without its desired shape over the temperature range usually found. HgCuSn and AuSn are ductile and resistant to corrosion, and AuSn, which is non-oxidizable, does not require the use of deoxidation flux during assembly if the connecting material is especially used as an electrical connection. In addition, the use of electrically conductive welding material makes it possible to ensure electrical continuity between the component and the substrate. In addition, the metallic materials usually have good thermal conductivity, which allows to evacuate via the assembly material the heat of the curved electronic component if it becomes heated during its operation.
Selon un autre mode de réalisation, dans lequel le matériau d'assemblage est un polymère réticulable par chauffage, le procédé consiste : According to another embodiment, wherein the joining material is a heat-curable polymer, the method comprises:
■ à empiler le substrat, le composant microélectronique et le polymère réticulable dans sa forme non réticulée à une température inférieure à la température de réticulation du polymère réticulable ; et ■ stacking the substrate, the microelectronic component and the crosslinkable polymer in its uncrosslinked form at a temperature below the crosslinking temperature of the crosslinkable polymer; and
■ à chauffer le composant microélectronique et le polymère réticulable à une température supérieure à la température de réticulation polymère réticulable. ■ heating the microelectronic component and the crosslinkable polymer to a temperature above the crosslinkable polymer crosslinking temperature.
Tout d'abord, l'emploi d'une colle réticulable permet de s'affranchir des surfaces mouillables, usuellement en métaux nobles tel que l'or, utilisées avec les matériaux de soudure. Le nombre total d'étapes de fabrication est donc réduit, et corolairement le coût de fabrication. En outre, le simple fait de ne pas utiliser de matériaux nobles réduit également le coût de fabrication. Ensuite, une fois réticulée, une colle est solide pour une très large gamme de températures, et notamment des températures supérieures à la température de réticulation. Comme la température de réticulation des colles, par exemple, une colle époxy, est généralement inférieure à 150°C, cela signifie que la courbure souhaitée pour le composant microélectronique est obtenue pour des températures plus basses que pour le matériau de soudure et donc pour des contraintes thermiques plus basses sur les éléments fragiles du composant. En outre, pour un même type de colle, il est possible de faire varier ces constituants, et donc de faire varier la température de réticulation, ce qui offre un degré de liberté supplémentaire pour le choix de la courbure du composant. En revanche, une colle réticulable se dégrade plus rapidement qu'un matériau de soudure, présente un coefficient de dilatation thermique plus élevé qu'un matériau de soudure et s'oxyde plus facilement. First, the use of a crosslinkable adhesive eliminates wettable surfaces, usually noble metals such as gold, used with welding materials. The total number of manufacturing steps is reduced, and corollary the cost of manufacture. In addition, the simple fact of not using noble materials also reduces the cost of manufacture. Then, once cured, an adhesive is solid for a very wide range of temperatures, including temperatures above the crosslinking temperature. Since the adhesive crosslinking temperature, for example, an epoxy adhesive, is generally less than 150 ° C., it means that the desired curvature for the microelectronic component is obtained for lower temperatures than for the solder material and therefore for lower thermal stress on the fragile elements of the component. In addition, for the same type of glue, it is possible to vary these constituents, and thus to vary the crosslinking temperature, which provides an additional degree of freedom for the choice of the curvature of the component. On the other hand, a crosslinkable adhesive degrades more quickly that a solder material, has a higher coefficient of thermal expansion than a solder material and oxidizes more easily.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau d'assemblage est un polymère réticulable par irradiation, notamment par irradiation UV, le procédé consistant : According to one embodiment of the invention, the assembly material is a polymer crosslinkable by irradiation, in particular by UV irradiation, the process consisting in:
■ à empiler le substrat, le composant microélectronique et le polymère réticulable dans sa forme non réticulée ; ■ stacking the substrate, the microelectronic component and the crosslinkable polymer in its non-crosslinked form;
■ à soumettre le composant microélectronique et le polymère réticulable à la seconde température ; et ■ subjecting the microelectronic component and the crosslinkable polymer at the second temperature; and
■ lorsque le composant microélectronique et le polymère réticulable sont à la seconde température, à réticuler le polymère réticulable en l'irradiant. When the microelectronic component and the crosslinkable polymer are at the second temperature, the crosslinkable polymer is crosslinked by irradiating it.
Tout d'abord, ce mode de réalisation présente les mêmes avantages qu'une colle réticulable par chauffage. Ensuite, ce mode de réalisation a l'avantage de rendre indépendantes la courbure du composant microélectronique et l'action de solidification du matériau d'assemblage. Notamment dans les modes de réalisation précédents, la courbure souhaitée pour le composant microélectronique est déterminée à la température de solidification du matériau d'assemblage, c'est-à-dire la température de fusion pour un matériau de soudure et la température de réticulation pour une colle réticulable par chauffage. Ainsi donc par exemple, si le processus de fabrication impose un matériau d'assemblage particulier, la conception du bilame doit nécessairement tenir compte de cette température pour obtenir la courbure souhaitée. Avec une colle réticulable par irradiation, par exemple UV, le choix de la température à laquelle le matériau d'assemblage se solidifie est libre, ce qui simplifie la conception du composant micro électronique. Par exemple, il est possible de réticuler une colle réticulable par irradiation UV à une température de 20°C. En revanche, un colle réticulable par irradiation nécessite usuellement des matériels spécifiques et complexes, et donc plus coûteux par exemple qu'une simple enceinte de chauffage. De plus certains éléments micro électroniques sont très sensibles aux irradiations, ce qui peut limiter le type de microcomposants auxquels s'applique ce mode de réalisation. First, this embodiment has the same advantages as a heat-curable adhesive. Next, this embodiment has the advantage of making the curvature of the microelectronic component and the solidification action of the assembly material independent. In particular in the previous embodiments, the desired curvature for the microelectronic component is determined at the solidification temperature of the joining material, that is to say the melting temperature for a welding material and the crosslinking temperature for a heat-curable adhesive. Thus, for example, if the manufacturing process requires a particular joining material, the design of the bimetal must necessarily take into account this temperature to obtain the desired curvature. With a radiation-curable adhesive, for example UV, the choice of the temperature at which the joining material solidifies is free, which simplifies the design of the microelectronic component. For example, it is possible to crosslink a crosslinkable adhesive by UV irradiation at a temperature of 20 ° C. On the other hand, a radiation-curable adhesive usually requires specific and complex materials, and therefore more expensive, for example, than a simple heating enclosure. In addition some micro electronic elements are very sensitive to irradiation, which can limit the type of microcomponents to which this embodiment applies.
Selon un mode de réalisation, l'empilement est réalisé en posant le composant micro électronique sur le matériau d'assemblage, la courbure du composant micro électronique et sa solidarisation au substrat pouvant donc être réalisées simultanément. Le matériau d'assemblage prend la forme de plots en matériau de soudure, chacun disposé entre une première surface mouillable du composant microélectronique et une surface mouillage du substrat. On constate que le matériau d'assemblage, lorsqu'il remplit complètement l'espace entre le composant et le substrat, a une influence, bien que faible, sur la courbure du composant microélectronique. Notamment, le matériau d'assemblage se contracte lorsqu'il se fige. En réalisant l'assemblage au moyen de plots, la quantité de matériau d'assemblage est moindre, ce qui diminue l'influence de ce dernier sur la courbure du composant, tout en garantissant une solidarisation de qualité avec le substrat. En outre, les plots peuvent être utilisés, si besoin, comme des interconnexions électriques entre le composant, par exemple un capteur d'image, et le substrat, par exemple un circuit de lecture. Enfin, l'utilisation de plots de soudure et de surfaces mouillables correspondantes permet un auto-alignement des composants lors de la fusion du matériau de soudure et évite ainsi l'emploi de matériels d'alignement très précis et donc très coûteux. According to one embodiment, the stack is made by placing the microelectronic component on the assembly material, the curvature of the microelectronic component and its attachment to the substrate can therefore be performed simultaneously. The joining material is in the form of pads of solder material, each disposed between a first wettable surface of the microelectronic component and a wetting surface of the substrate. It is found that the joining material, when completely filling the space between the component and the substrate, has an influence, although small, on the curvature of the microelectronic component. In particular, the assembly material contracts when it freezes. By performing the assembly by means of pads, the amount of connecting material is less, which reduces the influence of the latter on the curvature of the component, while ensuring a quality bond with the substrate. In addition, the pads may be used, if necessary, as electrical interconnections between the component, for example an image sensor, and the substrate, for example a read circuit. Finally, the use of solder pads and corresponding wettable surfaces allows self-alignment of the components during the melting of the solder material and thus avoids the use of very accurate and therefore very expensive alignment materials.
De manière privilégiée, pour chaque plot en matériau d'assemblage, l'aire des surfaces mouillables associées au plot et le volume de matériau de soudure du plot sont déterminés en fonction de la distance séparant le composant micro électronique à la température de fusion du substrat à l'emplacement du plot. De cette manière, la hauteur de chaque plot peut être choisie égale à sa hauteur d'équilibre, le plot ne subissant donc pas de contrainte mécanique et n'appliquant pas de contrainte sur le bilame, ce qui permet d'améliorer la robustesse mécanique de l'assemblage. En outre, ceci permet de mettre en œuvre des procédés collectifs d'assemblage auto-alignés, par exemple des procédés permettant d'assembler collectivement plusieurs centaines à plusieurs milliers de puces, et permet d'auto-aligner le composant microélectronique sur le substrat. In a preferred manner, for each stud of assembly material, the area of the wettable surfaces associated with the pad and the volume of solder material of the pad are determined as a function of the distance separating the microelectronic component from the melting temperature of the substrate. at the location of the stud. In this way, the height of each pad can be chosen to be equal to its equilibrium height, the pad therefore not undergoing mechanical stress and not imposing stress on the bimetal, which makes it possible to improve the mechanical robustness of assembly. In addition, this makes it possible to implement self-aligned collective assembly methods, for example methods making it possible to collectively assemble several hundred to several thousand chips, and makes it possible to self-align the microelectronic component on the substrate.
Selon un mode de réalisation, la couche du composant microélectronique faisant face au matériau d'assemblage est réalisée sous la forme de plots. Notamment, chaque plot de matériau d'assemblage est au contact d'un plot correspondant du composant micro électronique. Ceci permet notamment de concevoir la couche inférieure du bilame sous la forme de plots électriquement isolés, et simplifie le processus de fabrication des connexions électriques entre le composant microélectronique courbé et le substrat. According to one embodiment, the layer of the microelectronic component facing the joining material is made in the form of pads. In particular, each pad of assembly material is in contact with a corresponding pad of the microelectronic component. This makes it possible in particular to design the lower layer of the bimetallic strip in the form of electrically isolated pads, and simplifies the process of manufacturing the electrical connections between the curved microelectronic component and the substrate.
En variante, la couche du composant microélectronique faisant face au matériau d'assemblage est pleine et comprend des ilôts en un matériau électriquement conducteur formés dans l'épaisseur de ladite couche. Notamment, chaque plot de matériau d'assemblage est au contact d'un ilot correspondant du composant microélectronique. Ceci permet notamment de pouvoir concevoir de régions présentant des fonctions différentes, par exemple des connexions électriques. Alternatively, the layer of the microelectronic component facing the joining material is solid and comprises islands of an electrically conductive material formed in the thickness of said layer. In particular, each pad of assembly material is in contact with a corresponding island of the microelectronic component. This makes it possible in particular to design regions having different functions, for example electrical connections.
Selon un mode de réalisation, le composant microélectronique comporte uniquement que deux couches superposées et mécaniquement solidaires l'une de l'autre, lesdites couches présentant des coefficients de dilatation thermique différents. En d'autres termes, le circuit dont on souhaite la courbure, par exemple un capteur d'image, constitue lui-même l'un des éléments du bilame, ce qui diminue le nombre de couches du composant final et permet également une précision accrue du circuit objet de la courbure. According to one embodiment, the microelectronic component comprises only two superimposed layers and mechanically integral with each other, said layers having different coefficients of thermal expansion. In other words, the circuit whose curvature is desired, for example an image sensor, is itself one of the elements of the bimetal, which reduces the number of layers of the final component and also allows increased precision. of the circuit object of the curvature.
Notamment, l'une des couches du composant microélectronique qui ne fait pas face au matériau d'assemblage est un capteur d'image. In particular, one of the layers of the microelectronic component that does not face the assembly material is an image sensor.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée uniquement à titre d'exemple, et réalisée en relation avec les dessins annexés, dans lesquels des références identiques désignent des éléments identiques ou fonctionnellement analogues, et dans lesquels : The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example, and made with reference to the appended drawings, in which like references designate identical or functionally similar elements, and in which:
■ les figures 1 à 5 sont des vues schématiques en coupe d'un procédé selon un premier mode de réalisation de l'invention dans lequel le matériau d'assemblage présent entre le composant microélectronique à courber et le substrat est plein ; FIGS. 1 to 5 are schematic sectional views of a method according to a first embodiment of the invention in which the joining material present between the microelectronic component to be bent and the substrate is solid;
■ les figures 6 et 7 sont des vues schématiques en coupe d'une variante du procédé selon le premier mode de réalisation, dans lequel le composant microélectronique est posé sur le matériau d'assemblage dans une forme déjà courbée ; ■ Figures 6 and 7 are schematic sectional views of a variant of the method according to the first embodiment, wherein the microelectronic component is placed on the bonding material in a form already bent;
■ les figures 8 à 10 sont des vues schématiques en coupe d'un procédé selon un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lequel le matériau d'assemblage présent entre le composant microélectronique à courber et le substrat prend la forme de plots de soudure ; ■ Figures 8 to 10 are schematic sectional views of a method according to a second embodiment of the invention wherein the bonding material present between the microelectronic component to bend and the substrate takes the form of solder pads ;
■ la figure 11 est une vue en coupe d'une bille de soudure entre deux surfaces mouillables illustrant la hauteur d'équilibre de la bille ;  Figure 11 is a sectional view of a solder ball between two wettable surfaces illustrating the equilibrium height of the ball;
■ la figure 12 est un tracé illustrant la hauteur d'une bille de soudure en fonction du diamètre d'une zone mouillable ; ■ Figure 12 is a plot illustrating the height of a solder ball according to the diameter of a wettable area;
■ les figures 13 et 14 sont respectivement une vue d'une matrice de surfaces mouillables à diamètre croissant du centre vers les bords et de la courbure d'un composant microélectronique que des billes de soudure, posées sur la matrice de surfaces mouillables, peuvent adopter dans leur hauteur d'équilibre ; ■ les figures 15 est 16 sont des vues schématiques en coupe de deux schémas de connexions électriques permettant de rapporter des connexions électriques sur la face supérieure du bilame vers le substrat au moyen de plots d'assemblage ; ■ Figures 13 and 14 are respectively a view of a matrix wettable surfaces of increasing diameter from the center towards the edges and the curvature of a microelectronic component that solder balls, placed on the matrix wettable surfaces, can adopt in their equilibrium height; ■ Figures 15 is 16 are schematic sectional views of two patterns of electrical connections for reporting electrical connections on the upper face of the bimetallic strip to the substrate by means of connecting pads;
■ les figures 17 à 19 sont des vues schématiques en coupe d'un procédé selon un troisième mode de réalisation de l'invention utilisant des bilames locaux pour obtenir une forme complexe pour le composant microélectronique ; ■ Figures 17 to 19 are schematic sectional views of a method according to a third embodiment of the invention using local heating elements to obtain a complex shape for the microelectronic component;
■ la figures 20 est une vue schématique en coupe illustrant le rayon de courbure du composant microélectronique formant bilame ; ■ the Figures 20 is a schematic sectional view illustrating the microelectronic component radius of curvature of bimetal;
■ les figures 21 et 22 sont des vues schématiques en coupe illustrant la fabrication collective de détecteurs devant être courbés ; ■ Figures 21 and 22 are schematic sectional views illustrating the collective fabrication of detectors to be bent;
■ la figure 23 est une vue illustrant la flèche d'une courbure ; ■ Figure 23 is a view illustrating the deflection of a curvature;
■ la figure 24 est un graphe illustrant la variation de la flèche d'un bilame silicium composite/nickel en fonction de l'épaisseur de la couche de nickel ; ■ Figure 24 is a graph illustrating the variation of the deflection of a bimetallic composite silicon / nickel depending on the thickness of the nickel layer;
■ les figures 25 à 27 sont des vues schématiques en coupe illustrant une première variante de réalisation d'un bilame à partir d'un détecteur illustré aux figures 21 et ■ Figures 25 to 27 are schematic sectional views illustrating a first alternative embodiment of a bimetallic strip from a sensor illustrated in FIGS 21 and
22 ; 22;
■ les figures 28 et 29 sont des vues schématiques en coupe illustrant une deuxième variante de réalisation d'un bilame à partir d'un détecteur illustré aux figures 21 et 22 ; ■ Figures 28 and 29 are schematic sectional views illustrating a second embodiment of a bimetal from a detector shown in Figures 21 and 22;
■ les figures 30 et 31 sont des vues schématiques en coupe illustrant le report et la courbure d'un détecteur formant bilame des figures 25 à 29 ; et  Figures 30 and 31 are schematic sectional views illustrating the carry and curvature of a bimetallic detector of Figures 25 to 29; and
■ la figure 32 est une vue schématique en coupe illustrant le report et la courbure collective de détecteurs formant bilame des figures 25 à 29. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L 'INVENTION ■ Figure 32 is a schematic sectional view illustrating the deferral and the collective bending bimetal detectors of Figs 25 to 29. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Il va à présent être décrit en relation avec les figures 1 à 5 un procédé selon un premier mode de réalisation selon l'invention. Le procédé débute par la fabrication d'un composant microélectronique sous la forme d'un bilame 10 (figure 1). Le bilame 10 est fabriqué à une température dite « initiale » T,, température à laquelle le bilame 10 adopte une première courbure dictée par les conditions de sa fabrication, et de préférence présentant une courbure inférieure à la courbure finale souhaitée. Dans l'exemple illustré aux figures, le bilame 10 est plat. Le bilame 10 comporte une première couche supérieure 12, d'épaisseur ^ , de coefficient de dilatation thermique moyen ax , et de module d'Young Ex , et une seconde couche inférieure 14 d'épaisseur e2 , de coefficient de dilatation thermique moyen a2 , et de module d'Young moyen E2 . It will now be described in connection with Figures 1 to 5 a method according to a first embodiment of the invention. The process begins with the manufacture of a microelectronic component in the form of a bimetallic strip (FIG. 1). The bimetallic strip 10 is manufactured at a so-called "initial" temperature T, the temperature at which the bimetallic strip 10 adopts a first curvature dictated by the conditions of its manufacture, and preferably having a curvature smaller than the desired final curvature. In the example illustrated in the figures, the bimetallic strip 10 is flat. The bimetallic strip 10 comprises a first upper layer 12, of thickness,, of average thermal expansion coefficient a x , and of Young modulus E x , and a second lower layer 14 of thickness e 2 , of thermal expansion coefficient average to 2 , and mean Young's modulus E 2 .
Les couches supérieure 12 et inférieure 14 sont solidarisées l'une à l'autre par une colle, une soudure, une brasure, une adhésion moléculaire, une diffusion ou autres, de manière à garantir que les couches 12, 14 restent solidaires l'une de l'autre lorsque le bilame 10 sera ultérieurement chauffé afin de le conformer à la courbure souhaitée. Notamment, si un matériau est utilisé pour solidariser les couches 12, 14, ce matériau est avantageusement choisi pour assurer une liaison dure entre celles-ci, c'est-à-dire que le matériau solidarisant les couches 12 et 14 ne se liquéfie pas et ne devient pas viscoplastique lorsqu'il est soumis au chauffage ultérieur. Les coefficients de dilatation thermique αγ , a2 des couches supérieure 12 et inférieure 14 sont notamment choisis différents afin que le différentiel de dilatation dans le plan principal de ces couches sous l'effet d'un écart de température par rapport à la température initiale Tj induise la courbure du bilame 10, comme expliqué plus en détail ci-après. The upper 12 and lower 14 layers are secured to one another by an adhesive, a solder, a solder, a molecular adhesion, a diffusion or the like, so as to ensure that the layers 12, 14 remain attached to one another. on the other when the bimetallic strip 10 will be subsequently heated to conform to the desired curvature. In particular, if a material is used to join the layers 12, 14, this material is advantageously chosen to ensure a hard bond between them, that is to say that the material solidarizing the layers 12 and 14 does not liquefy and does not become viscoplastic when subjected to subsequent heating. The coefficients of thermal expansion α γ , a 2 of the upper 12 and lower 14 layers are chosen to be different so that the differential expansion in the main plane of these layers under the effect of a temperature deviation from the initial temperature Tj induces the curvature of the bimetallic strip 10, as explained in more detail below.
La couche supérieure 12, par exemple un capteur d'image, peut être formée sur la couche 14 de manière connue en soi, en utilisant par exemple des techniques de dépôt par évaporation, par pulvérisation plasma, par électrolyse, par dépôt dit « electroless », etc... Le procédé se poursuit par le dépôt sur la face libre de la couche inférieure 14 d'une fine couche de matériau de soudure 16, par exemple une couche d'or de quelques nanomètres, de manière à former une surface mouillable pour un matériau de soudure. The upper layer 12, for example an image sensor, may be formed on the layer 14 in a manner known per se, using, for example, deposition techniques by evaporation, plasma spraying, electrolysis, so-called electroless deposition. etc. The process is continued by the deposition on the free face of the lower layer 14 of a thin layer of solder material 16, for example a gold layer of a few nanometers, so as to form a wettable surface for a welding material.
L'ensemble 12, 14, 16 ainsi réalisé est alors posé sur une couche de matériau de soudure 18, elle-même déposée sur un substrat 20 (figure 2). Le substrat 20 est rigide, c'est-à-dire qu'il ne subit pas de déformation sous l'influence de la courbure du bilame 10 auquel il sera ultérieurement solidarisé. La rigidité du substrat 20 est assurée par un choix approprié d'une épaisseur e5 élevée, par exemple supérieure à l'épaisseur du bilame 10, et/ou par le choix d'un module d'Young E5 élevé, par exemple choisi très supérieur à chacun des modules d'Young Ex , E2 des couches 12 et 14 du bilame 10. The assembly 12, 14, 16 thus produced is then placed on a layer of solder material 18, itself deposited on a substrate 20 (FIG. 2). The substrate 20 is rigid, that is to say that it does not undergo deformation under the influence of the curvature of the bimetallic strip to which it will subsequently be secured. The rigidity of the substrate 20 is ensured by an appropriate choice of e 5 high thickness, for example greater than the thickness of the bimetallic strip 10, and / or by choosing a Young high modulus E 5, for example selected much higher than each of the Young moduli E x , E 2 of the layers 12 and 14 of the bimetal 10.
Le matériau de soudure 18 est par exemple du In, du HgCuSn, du AuxSny, par exemple du Auo,8Sno.2, du AuGe, du Agln, de l'Ag, ou du SnPb. Les matériaux de soudure à bas point de fusion, comme par exemple de l'In, de Auo,8Sno.2 et du HgCuSn, permettent de ne pas soumettre des éléments fragiles du composant micro électronique à des températures trop élevées tout en s'assurant que le composant micro électronique est figé sans sa forme souhaitée sur une large gamme de températures. Le HgCuSn et le AuSn sont quant à eux ductiles et résistants à la corrosion, et le AuSn, qui est non oxydable, ne nécessite pas l'emploi de flux de desoxydation lors de l'assemblage si le matériau de soudure est également utilisé en tant que connexion électrique. Ensuite, l'ensemble est porté à une température supérieure à la température de fusion Tf du matériau de soudure 18, de sorte que ce dernier devient liquide. The solder material 18 is for example In, HgCuSn, Au x Sn y , for example Auo, 8Sno.2, AuGe, Agln, Ag, or SnPb. Soldering materials with low melting point, such as In, AUO, 8 Sno. 2 and HgCuSn, do not subject fragile elements of the microelectronic component to too high temperatures while ensuring that the microelectronic component is frozen without its desired shape over a wide range of temperatures. HgCuSn and AuSn are ductile and corrosion resistant, and AuSn, which is non-oxidizable, does not require the use of deoxidation fluxes during assembly if the solder material is also used as a material. than electrical connection. Then, the assembly is brought to a temperature above the melting temperature T f of the solder material 18, so that the latter becomes liquid.
Dans le premier mode de réalisation, la température initiale Ti à laquelle est fabriqué le bilame 10 est inférieure à la température de fusion du matériau de soudure 18. In the first embodiment, the initial temperature T i at which the bimetal strip 10 is manufactured is less than the melting point of the solder material 18.
Sous l'effet du chauffage, les couches 12 et 14 subissent des dilatations, notamment dans leurs plans, différentes en raison de leurs coefficients de dilatation différents, ce qui a pour effet de courber le bilame 10 (figure 3). Plus particulièrement, le bilame prend une forme : Under the effect of heating, the layers 12 and 14 undergo dilations, especially in their planes, different because of their different expansion coefficients, which has the effect of bending the bimetal 10 (Figure 3). More particularly, bimetallic takes on a form:
■ convexe, comme illustré à la figure 3, si le coefficient de dilatation thermique a2 de la couche inférieure 14 est inférieur au coefficient de dilatation thermique c^ de la couche supérieure 12 ; ■ convex, as shown in Figure 3, if the coefficient of thermal expansion a 2 of the lower layer 14 is less than the coefficient of thermal expansion c ^ of the upper layer 12;
■ concave si le coefficient a2 est supérieur au coefficient al . Le matériau de soudure 18, qui est dans son état liquide, comble par ailleurs par capillarité l'espace entre le bilame 10 et le substrat 20 en faisant contact avec la surface mouillable 16 du bilame 10, d'une manière connue en soi dans le domaine de la soudure (figure 4). Enfin, l'ensemble est refroidi à une température inférieure à la température de fusion Tf du matériau de soudure 18, qui est également la température à laquelle le matériau de soudure 18 se solidifie. Le bilame 10 est ainsi figé dans la courbure qu'il présente à la température de fusion Tf du matériau 18, ou à tout le moins une température très proche, de l'ordre de quelques dixièmes de degré Celsius, de la température de fusion Tf , le temps que le matériau de soudure 18 présente un module d'Young suffisant pour s'opposer au relâchement du bilame 10 sous l'effet de l'abaissement de la température (figure 5). De préférence, le chauffage est réalisé à une température légèrement supérieure à la température de fusion Tf afin de ne pas soumettre le bilame 10 à une courbure très supérieure à celle souhaitée, ce qui risquerait inutilement de fragiliser le bilame 10. Ceci permet également d'obtenir une solidification quasi-immédiate du matériau de soudure 18 une fois le refroidissement commencé. Concave if the coefficient a 2 is greater than the coefficient a l . The solder material 18, which is in its liquid state, also fills by capillarity the space between the bimetallic strip 10 and the substrate 20 by making contact with the wettable surface 16 of the bimetallic strip 10, in a manner known per se in the field of welding (Figure 4). Finally, the assembly is cooled to a temperature below the melting temperature T f of the solder material 18, which is also the temperature at which the solder material 18 solidifies. The bimetallic strip 10 is thus fixed in the curvature that it has at the melting temperature T f of the material 18, or at the very least a very close temperature, of the order of a few tenths of a degree Celsius, of the melting temperature. T f , the time that the solder material 18 has a Young's modulus sufficient to oppose the relaxation of the bimetallic strip 10 under the effect of lowering the temperature (Figure 5). Preferably, the heating is carried out at a temperature slightly higher than the melting temperature T f so as not to subject the bimetal 10 to a curvature much greater than that desired, which could unnecessarily weaken the bimetal 10. This also makes it possible to to obtain an almost immediate solidification of the welding material 18 once the cooling has started.
Selon une première variante, une colle constituée d'un polymère réticulable par chauffage est utilisée à la place du matériau de soudure 18, par exemple une colle époxy. Dans cette variante, la couche formant surface mouillable 16 est omise et le bilame 10 est posé sur la colle à une température inférieure à la température de réticulation de celle-ci alors que la colle est dans son état non réticulé, et donc dans un état liquide. Un chauffage est ensuite réalisé à une température supérieure à la température de réticulation, de préférence une température légèrement supérieure à celle-ci, ce qui provoque la réticulation de la colle, puis l'ensemble est ensuite refroidi. Tout comme le matériau de soudure, la colle comble par capillarité l'espace entre le bilame courbé 10 et le substrat 20. La colle en se réticulant fige ainsi le bilame 10 dans sa courbure à la température de réticulation. Une colle formée d'un polymère réticulable a l'avantage de se solidifier à la température de réticulation en présentant quasi-instantanément un très grand module d'Young s'opposant au relâchement du bilame 10. Le contrôle de la courbure du bilame est donc plus précis. According to a first variant, an adhesive consisting of a heat-curable polymer is used in place of the solder material 18, for example an epoxy adhesive. In this variant, the wettable surface layer 16 is omitted and the bimetal strip 10 is placed on the adhesive at a temperature below the crosslinking temperature thereof while the adhesive is in its uncrosslinked state, and therefore in a state liquid. Heating is then performed at a temperature above the crosslinking temperature, preferably a temperature slightly higher than this, which causes the crosslinking of the glue, then the whole is then cooled. Like the welding material, the adhesive fills the space between the curved bimetallic strip 10 and the substrate 20 by capillary action. The adhesive by crosslinking thus freezes the bimetallic strip 10 in its curvature at the crosslinking temperature. An adhesive formed of a crosslinkable polymer has the advantage of solidifying at the crosslinking temperature by exhibiting almost instantaneously a very large Young's modulus opposing the relaxation of the bimetallic strip 10. The control of the curvature of the bimetallic strip is therefore more precise.
Selon une seconde variante, une colle constituée d'un polymère réticulable par irradiation est utilisée à la place de la colle réticulable par chauffage, avantageusement une colle réticulable par irradiation UV. Dans cette variante, le bilame 10 est également posé sur la colle alors que celle-ci est dans son état non réticulé, et donc dans un état liquide. Si cette opération est réalisée à la température correspondant à la courbure souhaitée pour le bilame 10, une irradiation est mise en œuvre pour réticuler la colle. Sinon, l'ensemble est portée à cette température et l'irradiation mise en œuvre. According to a second variant, an adhesive consisting of a radiation-curable polymer is used in place of the curable adhesive by heating, advantageously a crosslinkable adhesive by UV irradiation. In this variant, the bimetallic strip 10 is also placed on the adhesive while the latter is in its non-crosslinked state, and therefore in a liquid state. If this operation is performed at the temperature corresponding to the curvature desired for the bimetal 10, irradiation is implemented to crosslink the glue. Otherwise, the whole is brought to this temperature and the irradiation implemented.
Dans ce qui vient d'être décrit, le bilame 10 est sensiblement plan avant son chauffage, signifiant notamment que le report du bilame est réalisé à la température initiale Ti de fabrication du bilame 10. Le bilame doit être reporté déjà courbé sur le matériau de soudure 18 si ce report est réalisé à une température différente de la température T; . In what has just been described, the bimetallic strip 10 is substantially plane prior to its heating, meaning in particular that the bimetallic transfer is carried out at the initial temperature T i for the production of the bimetallic strip 10. The bimetallic strip must be transferred already bent over the material solder 18 if this transfer is carried out at a temperature different from the temperature T ; .
Par exemple, comme illustré à la figure 6, le bilame 10 est fabriqué à une température initiale Ti supérieure à la température de fusion Tf et est donc sensiblement plat à cette température (bilame 10' en pointillés), puis reporté sur le matériau d'assemblage 18 alors qu'il présente une température inférieure et donc une courbure (bilame 10 en traits continus). L'ensemble est alors porté à la température de fusion Tf du matériau d'assemblage, ou bien reporté sur le matériau d'assemblage 18 à une température supérieure à la température Tf , le matériau d'assemblage 18 étant dans ce dernier cas déjà liquide, puis refroidi à une température inférieure à la température de fusion Tf , comme décrit précédemment. Le chauffage et le refroidissement du matériau d'assemblage figent donc le bilame 10 dans une forme déjà courbée (figure 7). For example, as illustrated in FIG. 6, bimetallic strip 10 is manufactured at an initial temperature T i that is greater than the melting temperature T f and is therefore substantially flat at this temperature (bimetallic strip 10 ') and then transferred to the material assembly 18 while it has a lower temperature and therefore a curvature (bimetallic strip 10). The assembly is then brought to the melting temperature T f of the material assembly, or carried on the assembly material 18 at a temperature above the temperature T f , the assembly material 18 being in the latter case already liquid, and then cooled to a temperature below the melting temperature T f , as previously described. The heating and cooling of the assembly material thus lock the bimetallic strip 10 into an already curved shape (FIG. 7).
Il va être décrit en relation avec les figures 8 à 10 un procédé selon un second mode de réalisation qui diffère du premier mode de réalisation par le matériau d'assemblage qui prend la forme de plots, notamment de billes de soudure. Cet agencement permet notamment de limiter l'influence de la rétractation du matériau de soudure lors de son refroidissement, tout en permettant de maintenir figée la courbure du bilame. Ceci permet également de définir des interconnexions électriques entre le bilame et le substrat si l'application le nécessite. Plus particulièrement, le second procédé détourne la technique d'assemblage dite de « flip-chip » par billes de soudure pour figer le bilame dans sa forme courbée souhaitée. It will be described in connection with Figures 8 to 10 a method according to a second embodiment which differs from the first embodiment by the connecting material which takes the form of pads, including solder balls. This arrangement makes it possible in particular to limit the influence of the shrinkage of the solder material during its cooling, while allowing the curvature of the bimetal to be fixed. This also makes it possible to define electrical interconnections between the bimetallic strip and the substrate if the application requires it. More particularly, the second method diverts the so-called "flip-chip" assembly technique by solder balls to freeze the bimetallic strip in its desired curved shape.
Le procédé débute par la fabrication d'un bilame 30 avec une couche supérieure 12 et une couche inférieure 14. A la différence du bilame décrit en relation avec la figure 1, il n'est pas formé une surface mouillable continue sur la face libre de la couche inférieure 14, mais des ilôts 36 définissant des surfaces mouillables, par exemple en or, la face libre de la couche inférieure 14 étant elle-même non mouillable ou ayant subi un traitement ou un dépôt pour la rendre non mouillable (figure 8). The process starts with the production of a bimetallic strip 30 with an upper layer 12 and a lower layer 14. Unlike the bimetallic strip described in connection with FIG. 1, a continuous wettable surface is not formed on the free face of the lower layer 14, but islands 36 defining wettable surfaces, for example gold, the free face of the lower layer 14 itself being non-wettable or having undergone treatment or deposition to render it non-wettable (Figure 8) .
Cet ensemble est ensuite reporté sur des billes de soudures 38 en faisant reposer chaque surface mouillable 36 sur une bille de soudure 38 correspondante. Chacune des billes de soudure 38 repose par ailleurs sur un ilot 40 formé sur le substrat rigide 20, par exemple en or, et définissant une surface mouillable, la face du substrat 20 recevant les ilôts 40 étant non mouillable (figure 9). L'ensemble formé d'une bille de soudure 38 et de ses surfaces mouillables associées 36 et 40 est ci-après désigné par l'expression « colonne d'hybridation » par référence à la technique d'hybridation « flip-chip ». This assembly is then transferred to solder balls 38 by resting each wettable surface 36 on a corresponding solder ball 38. Each of the solder balls 38 also rests on an island 40 formed on the rigid substrate 20, for example made of gold, and defining a wettable surface, the face of the substrate 20 receiving the islands 40 being non-wettable (Figure 9). The assembly formed of a solder ball 38 and its associated wettable surfaces 36 and 40 is hereinafter designated by the expression "hybridization column" with reference to the "flip-chip" hybridization technique.
Un chauffage à une température supérieure à la température de fusion Tf du matériau constitutif des billes de soudure 38, et de préférence légèrement supérieure pour les raisons évoquées précédemment, est mis en œuvre, puis l'ensemble est refroidi à une température inférieure à la température de fusion Tf . Le bilame 30 reste alors figé à la courbure qu'il présente à la température de fusion Tf (figure 10). Le procédé peut alors optionnellement se poursuivre par le remplissage de l'espace libre entre les billes de soudure 38 par un matériau de remplissage, ou « underfill », solide à la température de fonctionnement du composant électronique afin de protéger les billes de soudure 38 de contraintes mécaniques induites par d'éventuels cycles thermiques ultérieurs, un appareil électronique pouvant fonctionner à de très basse température (par exemple, en hiver) ou à des très hautes températures (par exemple en été). En figeant les billes, l'« underfill » permet de rendre fiable le composant dans le temps, notamment en réduisant les contraintes mécaniques exercées sur les billes par d'éventuels cycles thermiques. Heating at a temperature above the melting temperature T f of the constituent material of the solder balls 38, and preferably slightly greater for the reasons mentioned above, is implemented, then the whole is cooled to a temperature below melting temperature T f . The bimetal 30 then remains frozen at the curvature it has at melting temperature T f (FIG. 10). The process can then optionally continue by filling the free space between the solder balls 38 with a filling material, or "underfill", which is solid at the operating temperature of the electronic component in order to protect the solder balls 38 mechanical stresses induced by subsequent thermal cycles, an electronic device that can operate at very low temperatures (for example, in winter) or at very high temperatures (for example in summer). By freezing the balls, the underfill makes it possible to render the component reliable over time, in particular by reducing the mechanical stresses exerted on the balls by possible thermal cycles.
De préférence, l'épaisseur du bilame 10 est choisie la plus faible possible de manière à ce que la force de rappel du bilame exercée lors du refroidissement ne déforme pas de manière excessive les billes de soudure 38. Notamment, lorsque la température du bilame 10 s'écarte de la température de fusion Tf , le bilame 10 exerce une force radiale selon un plan horizontal en cherchant à s'adapter à la forme qu'il aurait à cette température s'il n'était pas figé. Cette force est d'autant plus importante que l'épaisseur du bilame 10 est élevée. En choisissant une épaisseur la plus faible possible pour le bilame 10, les contraintes mécaniques appliquées par le bilame 10 sur les billes de soudure 38 sont donc réduites. Preferably, the thickness of the bimetallic strip 10 is chosen as low as possible so that the biasing force of the bimetallic strip exerted during cooling does not excessively deform the solder balls 38. In particular, when the temperature of the bimetal strip 10 deviates from the melting temperature T f , the bimetallic strip 10 exerts a radial force along a horizontal plane while seeking to adapt to the shape it would have at this temperature if it were not fixed. This force is all the more important as the thickness of bimetal 10 is high. By choosing as little thickness as possible for the bimetallic strip 10, the mechanical stresses applied by the bimetallic strip 10 to the solder balls 38 are thus reduced.
En choisissant des colonnes d'hybridation 36, 38, 40 strictement identiques, certaines billes de soudure, voire la quasi-totalité, seront soumises à des contraintes mécaniques d'étirement ou de compression de la part du bilame 30 car elles ne pourront prendre leur hauteur dite « d'équilibre », ce qui fragilise ces colonnes d'hybridation. By choosing strictly identical hybridization columns 36, 38, 40, some or almost all of the solder balls will be subjected to mechanical stretching or compression stresses on the part of the bimetallic strip because they will not be able to take their place. so-called "equilibrium" height, which weakens these hybridization columns.
Selon une variante privilégiée de l'invention, les colonnes d'hybridation sont déterminées pour qu'elles présentent leurs hauteurs d'équilibre lorsque le bilame 30 est figée dans sa courbure souhaitée, les colonnes d'hybridation 36, 38, 40 « accompagnant » ainsi ladite courbure sans être soumises à des contraintes mécaniques. According to a preferred variant of the invention, the hybridization columns are determined so that they present their equilibrium heights when the bimetallic strip 30 is fixed in its desired curvature, the hybridization columns 36, 38, 40 "accompanying" thus said curvature without being subjected to mechanical stresses.
La figure 11 illustre ce phénomène ainsi que le principe fondant cette variante privilégiée. On considère ici une unique bille de soudure liquide 38 prise en sandwich entre deux ilôts cylindriques 36, 40 en matériau mouillable par le matériau de la bille 38 et formés respectivement sur le bilame 30 et le substrat 20 dont les surfaces sont non mouillable par le matériau de la bille 38. Si la hauteur H entre le bilame 30 et le substrat 20 est libre de varier en fonction des propriétés de la bille 38 (par exemple, le substrat 20 est rigide et fixe, et le bilame 30 est posé sur la bille 40 sans exercer aucune autre contrainte que son propre poids), lorsque le matériau de la bille 38 est en phase liquide, celle-ci prend alors une forme d'équilibre unique dépendant de la nature du matériau la constituant, de sa limite de compression (qui détermine la hauteur minimale de la bille 38 à la limite de sa rupture lorsqu'elle est écrasée), de sa limite de tension (qui détermine la hauteur maximum de la bille 38 à la limite de sa rupture lorsqu'elle est étirée) et de paramètres extérieurs tels que la pression exercée par les surfaces avec lesquelles elle est en contact (dans l'exemple illustré, la pression surfacique exercée par l'îlot 36 du fait du poids de l'îlot 36 et du poids du bilame 30). Figure 11 illustrates this phenomenon as well as the principle underlying this preferred variant. We consider here a single liquid solder ball 38 sandwiched between two cylindrical islands 36, 40 of material wettable by the material of the ball 38 and respectively formed on the bimetal 30 and the substrate 20 whose surfaces are non-wettable by the material of the ball 38. If the height H between the bimetallic strip 30 and the substrate 20 is free to vary according to the properties of the ball 38 (for example, the substrate 20 is rigid and fixed, and the bimetallic strip 30 is placed on the ball 40 without exerting any other constrained as its own weight), when the material of the ball 38 is in the liquid phase, it then takes a unique form of equilibrium depending on the nature of the material constituting it, its compression limit (which determines the minimum height ball 38 at the limit of its break when crushed), its tension limit (which determines the maximum height of the ball 38 at the limit of its rupture when stretched) and external parameters such as the pressure exerted by the surfaces with which it is in contact (in the example illustrated, the surface pressure exerted by the island 36 due to the weight of the island 36 and the weight of the bimetallic strip 30).
On notera également qu'il importe peu que les ilôts de surfaces mouillables 36, 40 soient initialement positionnés l'un en face de l'autre avec précision. En effet, lors de la fusion de la bille 38, l'accrochage du matériau de celle-ci avec les surfaces mouillables des îlots 36, 40 provoque naturellement le déplacement relatif du substrat 20 et du bilame 30 pour parvenir à un état d'équilibre dans lequel les ilôts 36, 40, et donc le substrat 20 et le bilame 30 sont alignés. De manière pratique, cela signifie qu'il est possible de positionner grossièrement les îlots 36 sur les billes 38 lors de l'étape décrite à la figure 9, la fusion ultérieure des billes 38 provoquant un auto-alignement du bilame 30 sur le substrat 20. It should also be noted that it is immaterial whether the islands of wettable surfaces 36, 40 are initially positioned opposite each other with precision. Indeed, during the melting of the ball 38, the attachment of the material thereof with the wettable surfaces of the islands 36, 40 naturally causes the relative displacement of the substrate 20 and the bimetal 30 to achieve a state of equilibrium in which the islands 36, 40, and therefore the substrate 20 and the bimetallic strip 30 are aligned. Practically, this means that it is possible to roughly position the islands 36 on the beads 38 during the step described in Figure 9, the subsequent melting of the balls 38 causing a self-alignment of the bimetal 30 on the substrate 20 .
En pratique toujours, si la pression verticale exercée sur une bille 38 est négligeable, la forme d'équilibre de la bille 38 s'approxime par une sphère tronquée par les surfaces 42, 44 des ilôts 36, 40. Cette sphère tronquée présente une hauteur d'équilibre hg aisément calculable par de simples règles de calcul géométrique en fonction du volume de matériau de la bille 38 et de l'aire Si, Sg des surfaces 42, 44 des ilôts 36, 40. Notamment, on notera que, pour un même volume de matériau de soudure, plus la somme des aires Si, S2 est importante, plus la hauteur d'équilibre hg est réduite, et vice versa. In practice always, if the vertical pressure exerted on a ball 38 is negligible, the equilibrium shape of the ball 38 is approximated by a truncated sphere by the surfaces 42, 44 of the islands 36, 40. This truncated sphere has a height equilibrium hg easily calculated by simple rules of geometric calculation according to the volume of material of the ball 38 and the area Si, Sg surfaces 42, 44 of the islands 36, 40. Notably, it will be noted that for a the same volume of solder material, the greater the sum of the areas Si, S 2 , the greater the equilibrium height hg is reduced, and vice versa.
Si en revanche, la hauteur H entre le bilame 30 et le substrat 20 est contrainte d'une quelconque manière, par exemple par la courbure du bilame 30, la bille 38 s'étire si cette hauteur H est supérieure à la hauteur d'équilibre hg ou se comprime si cette hauteur H est inférieure à la hauteur d'équilibre hg. Le tracé de la figure 12 illustre à titre d'exemple la hauteur d'équilibre hg d'une bille de soudure 38 pour un ilot 40 du substrat 20 de diamètre égal à 45, 17 micromètres (soit une aire S_ de 1 ,602.103 μιη2) et un volume de matériau des billes 38 égal à 86,023.103μιη3. En abscisses, il est représenté le diamètre d'un ilot 36 formés sur le bilame 30, et en ordonnées, la hauteur d'équilibre hg correspondante de la bille 38. If, on the other hand, the height H between the bimetallic strip 30 and the substrate 20 is constrained in any manner, for example by the curvature of the bimetallic strip 30, the ball 38 is stretched if this height H is greater than the equilibrium height. hg or compresses if this height H is less than the equilibrium height hg. The plot of FIG. 12 illustrates, by way of example, the equilibrium height hg of a solder ball 38 for an island 40 of the substrate 20 with a diameter of 45.17 micrometers (ie an area S 1 of 1.602.10 3 μιη 2 ) and a volume of material of the balls 38 equal to 86.023.10 3 μιη 3 . On the abscissa, the diameter of an island 36 formed on the bimetallic strip 30 is represented, and on the ordinate, the corresponding equilibrium height hg of the ball 38.
Comme on peut le constater, il est possible d'obtenir par un choix approprié, par exemple du diamètre de l'îlot 36, et donc de l'aire de la surface mouillable définie par l'ilot 36, une variation de 60 % de la hauteur d'équilibre de la bille 38, ce qui est permet d'accompagner la courbure du bilame 30. As can be seen, it is possible to obtain by a suitable choice, for example the diameter of the island 36, and therefore the area of the wettable surface defined by the island 36, a variation of 60% of the equilibrium height of the ball 38, which is to accompany the curvature of the bimetallic strip 30.
La figure 13 illustre une vue de dessous du bilame 30 avec un exemple de matrice d'ilots 36 régulièrement disposés, le volume de matériau des billes 38 étant identique et les ilôts 40 étant identiques. Les ilôts 36, et donc les surfaces mouillables par les billes 38, présentent ici une aire croissante en fonction de la distance à un plot central 46. Le motif des ilôts 36 permet ainsi d'obtenir des hauteurs d'équilibre appropriées pour chacune des billes de soudure 38 pour accompagner la courbure du bilame 30 illustrée à la figure 14. Ainsi donc par un choix approprié des ilôts 36, il est possible de régler la hauteur des billes de soudure 38 à leur hauteur d'équilibre lorsque le bilame 30 est figé dans sa courbure souhaitée. FIG. 13 illustrates a view from below of the bimetal 30 with an example of a matrix of islands 36 regularly arranged, the volume of material of the balls 38 being identical and the islands 40 being identical. The islands 36, and thus the wettable surfaces by the balls 38, here have an increasing area as a function of the distance to a central block 46. The island pattern 36 thus makes it possible to obtain appropriate equilibrium heights for each of the balls. solder 38 to accompany the curvature of the bimetallic strip 30 illustrated in FIG. 14. Thus, by an appropriate choice of the islands 36, it is possible to adjust the height of the solder balls 38 to their equilibrium height when the bimetallic strip 30 is fixed in its desired curvature.
Bien entendu, il est possible de faire varier également le volume de matériau des billes de soudure 38 et/ou l'aire des ilôts 40 du substrat 20 pour obtenir les hauteurs d'équilibre souhaitées pour les billes 38. Of course, it is also possible to vary the volume of material of the solder balls 38 and / or the area of the islands 40 of the substrate 20 to obtain the desired equilibrium heights for the balls 38.
Il a été décrit des plots de matériau d'assemblage sous forme de billes de soudure. Des plots sous forme de colle réticulable par chauffage ou irradiation sont également possibles. Notamment, une colle réticulable comprenant des particules conductrices peut être utilisée, par exemple une colle epoxy comprenant des particules d'argent, dite « colle époxy chargée ». Plates of assembly material in the form of solder balls have been described. Plots in the form of crosslinkable glue by heating or irradiation are also possible. In particular, a crosslinkable adhesive comprising conductive particles may be used, for example an epoxy adhesive comprising silver particles, called "epoxy glue loaded".
Comme dit plus haut, les plots de matériau d'assemblage conducteur permettent au besoin de définir des interconnexions électriques entre le bilame 30 et le substrat 20. La figure 15 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation des couches supérieure 12 et inférieure 14 du bilame 30 permettant de réaliser des connexions électrique entre la face supérieure de la couche 12 et le substrat 20. Comme illustré, la couche supérieure 12 comporte des connexions électriques traversantes 47 et la couche inférieure 14 comporte, dans le prolongement de chaque connexion électrique traversante 47, un ilot conducteur 48 isolé électriquement par du matériau isolant 49, chaque ilot conducteur 48 étant au contact d'un plot de matériau d'assemblage conducteur, par exemple une bille de soudure 38 telle que décrite précédemment. Des connexions électriques entre la face supérieure de la couche 12 et le substrat 20, illustrées par les flèches en pointillés, sont ainsi définies. On notera que des plots supplémentaires en matériau d'assemblage peuvent être utilisés pour la résistance mécanique de l'assemblage, comme illustré sur cette figure. As mentioned above, the conductive assembly material pads make it possible, if necessary, to define electrical interconnections between the bimetallic strip 30 and the substrate 20. FIG. 15 is a sectional view of an embodiment of the upper and lower layers 12 14 of the bimetal 30 for making electrical connections between the upper face of the layer 12 and the substrate 20. As illustrated, the upper layer 12 has electrical connections through 47 and the lower layer 14 has, in the extension of each electrical connection through 47, a conductive island 48 electrically insulated by insulating material 49, each conductive island 48 being in contact with a pad of conductive assembly material, for example a solder ball 38 as described above. Electrical connections between the upper face of the layer 12 and the substrate 20, illustrated by the dashed arrows, are thus defined. It will be noted that additional studs of assembly material may be used for the mechanical strength of the assembly, as illustrated in this figure.
La figure 16 est une vue schématique en coupe d'un deuxième exemple de réalisation de connexions électriques entre la face supérieure de la couche 12 et le substrat 20, dans lequel des clous conducteurs traversants 50 sont réalisés dans l'épaisseur du bilame 30 et sont en contact avec des plots en matériau d'assemblage conducteurs, par exemple des billes de soudure 38. FIG. 16 is a diagrammatic sectional view of a second exemplary embodiment of electrical connections between the upper face of the layer 12 and the substrate 20, in which through-hole conducting nails 50 are made in the thickness of the bimetallic strip 30 and are in contact with conductive material pads, for example solder balls 38.
Les modes de réalisation décrits précédemment permettent d'obtenir une courbure globale du bilame 10 qui est sensiblement une portion de sphère. De manière avantageuse, l'effet bilame peut également être utilisé localement pour donner une forme plus complexe à un circuit microélectronique. The embodiments described above make it possible to obtain an overall curvature of bimetallic strip 10 which is substantially a portion of a sphere. Advantageously, the bimetal effect can also be used locally to give a more complex shape to a microelectronic circuit.
Il va à présent être décrit, en relation avec les figures 17 à 19, un procédé selon un troisième mode de réalisation permettant d'obtenir de telles formes complexes. It will now be described, in connection with FIGS. 17 to 19, a method according to a third embodiment making it possible to obtain such complex shapes.
Le procédé débute par la fabrication d'une pluralité de bilames « locaux » 52 constitués de plots 54 solidaires de la couche supérieure 12 et présentant avec celle-ci une différence de coefficient de dilation thermique, la géométrie et les matériaux constitutifs des plots 54 dépendant de la forme finale souhaitée pour la couche supérieure 12. Dans le cas où le matériau d'assemblage utilisé est un matériau de soudure, les plots 54 sont par ailleurs recouverts sur leur face libre d'une couche 56 de matériau de soudure formant surface mouillable (figure 17). L'ensemble est ensuite reporté sur du matériau d'assemblage 58 déposé sur le substrat rigide 20. Le matériau d'assemblage peut être formé d'une couche pleine telle que décrite en relation avec le premier mode de réalisation. En variante le matériau d'assemblage est réalisé sous la forme de plots 58, par exemple des billes de soudure ou des plots de colle réticulable tels que décrit en relation avec le deuxième mode de réalisation, les plots en matériau d'assemblage 58 étant associés respectivement aux plots 54 (figure 18). Un chauffage est ensuite appliqué à l'ensemble à une température supérieure à la température de fusion Tf du matériau d'assemblage 58, puis le tout est refroidi à une température inférieure à la température de fusion Tf du matériau 58. Chaque ilot 54 forme ainsi avec la couche 12 un bilame qui se courbe sous l'effet du chauffage et reste figé à la température de fusion Tf du matériau 58 (figure 19). Une forme complexe de la couche supérieure 12 est ainsi obtenue, dépendant notamment de la géométrie (aire et épaisseur) des ilôts 54, ainsi que de leur constitution, les ilôts 54 pouvant optionnellement être réalisés en des matériaux différents et/ou présenter des épaisseurs différentes. Comme, il sera décrit aux figures 25 à 32, une couche inférieure d'un bilame réalisée sous la forme d'ilots permet également d'obtenir sensiblement une portion de sphère pour la couche supérieure. Plus particulièrement, plus le taux de remplissage des ilôts est élevé, c'est-à-dire plus le rapport de l'aire totale des ilôts 54 sur l'aire totale de la couche supérieure 12 est élevé, et plus la forme de la couche supérieure se rapproche d'une forme sphérique. The process starts with the production of a plurality of "local" bimetallic strips 52 made up of studs 54 integral with the upper layer 12 and presenting with it a difference in coefficient of thermal expansion, the geometry and the constituent materials of the studs 54 being dependent of the desired final shape for the upper layer 12. In the case where the connecting material used is a welding material, the studs 54 are also covered on their free face with a layer 56 of wettable surface-forming solder material. (Figure 17). The assembly is then transferred to the assembly material 58 deposited on the rigid substrate 20. The assembly material may be formed of a solid layer as described in connection with the first embodiment. As a variant, the connecting material is made in the form of pads 58, for example solder balls or crosslinkable adhesive pads, as described in relation to the second embodiment, the pads of assembly material 58 being associated respectively to the pads 54 (Figure 18). Heating is then applied to the assembly at a temperature above the melting temperature T f of the joining material 58, then the whole is cooled to a temperature below the melting temperature T f of the material 58. Each block 54 thus forming with the layer 12 a bimetallic strip that bends under the effect of heating and remains frozen at the melting temperature T f of the material 58 (FIG. 19). A complex shape of the upper layer 12 is thus obtained, depending in particular on the geometry (area and thickness) of the islands 54, as well as their constitution, the islands 54 may optionally be made of different materials and / or have different thicknesses . As will be described in Figures 25 to 32, a lower layer of a bimetallic made in the form of islands also allows to obtain substantially a sphere portion for the upper layer. More particularly, the higher the island filling rate, ie the greater the ratio of the total area of the islands 54 to the total area of the upper layer 12, the higher the shape of the island. upper layer approaches a spherical shape.
Il va à présent être décrit en relation avec la figure 20 une manière de calculer le rayon de courbure souhaité pour un bilame tel que décrit par exemple en relation avec la figure 5 ou 10, à savoir un bilame constitué de deux couches pleines 12, 14 et reporté plan sur le matériau d'assemblage 18, 38, ou un bilame local constitué de la couche 12 et d'un ilot 54 pour des épaisseurs faibles du bilame local. Ce calcul est un calcul au premier ordre, l'influence du matériau d'assemblage lors de son refroidissement, et donc de sa contraction, sur la courbure du bilame étant négligeable, voire quasi-nulle lorsque le matériau d'assemblage est formé de plots discrets, comme par exemple des billes de soudure. Le rayon de courbure R du bilame 10 est ainsi déterminé selon la relation : It will now be described with reference to FIG. 20 a way of calculating the desired radius of curvature for a bimetallic strip as described for example in relation to FIG. 5 or 10, namely a bimetallic strip consisting of two solid layers 12, 14 and reported plan on the assembly material 18, 38, or a local bimetal consisting of the layer 12 and a block 54 for low thicknesses of the local bimetallic strip. This calculation is a first-order calculation, the influence of the connecting material during its cooling, and therefore its contraction, on the bimetal bending being negligible, or almost zero when the connecting material is formed of pads discrete, such as solder balls. The radius of curvature R of bimetal 10 is thus determined according to the relation:
Figure imgf000022_0001
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3 où Ix et I2 sont des moments d'inertie des couches 12 et 14 respectivement égaux à3 where I x and I 2 are moments of inertia of the layers 12 and 14 respectively equal to
3 3
et , la valeur des paramètres ex , e2 , αγ , a2 , Ex , E2 , Ιγ et I2 étant ici considérées à la and, the value of the parameters e x , e 2 , α γ , a 2 , E x , E 2 , Ι γ and I 2 being considered here at
Ti + T f T i + T f
température — . On notera que chacune des couches 12 et 14 du bilame peut être complexe, par exemple être constituée d'un multicouche et/ou de matériaux composites. Le calcul du coefficient de dilation thermique d'une couche complexe est par exemple décrit dans le document : « Micro electronic Packaging Handbook », de R. Tummala, Edition Van Nostrand, New- York 1999, pages 923 à 935. temperature - . It will be noted that each of the layers 12 and 14 of the bimetal strip may be complex, for example consisting of a multilayer and / or composite materials. The calculation of the coefficient of thermal expansion of a complex layer is described, for example, in the document "Micro electronic Packaging Handbook" by R. Tummala, Van Nostrand Edition, New York 1999, pages 923 to 935.
La valeur indicative du module d'Young est indiquée ci-après pour les matériaux suivants : The indicative value of the Young's modulus is given below for the following materials:
Silicium : 113 GPa  Silicon: 113 GPa
- Nickel : 213 GPa  - Nickel: 213 GPa
Molybdène : 329 GPa  Molybdenum: 329 GPa
Cuivre : 150 GPa  Copper: 150 GPa
Il va à présent être décrit en relation avec les figures 21 à 32 une application du procédé selon l'invention à la fabrication d'un ou plusieurs détecteurs ou imageurs, comprenant chacun un capteur d'image sous la forme d'une matrice d'éléments sensibles de détection en technologie CMOS ou CCD, selon le cahier des charges suivant, les valeurs numériques étant données uniquement à titre d'exemple : It will now be described with reference to FIGS. 21 to 32 an application of the method according to the invention to the manufacture of one or more detectors or imagers, each comprising an image sensor in the form of a matrix of sensitive sensing elements in CMOS or CCD technology, according to the following specification, the numerical values being given solely by way of example:
■ le capteur d'image est réalisé sur un substrat de silicium qui présente une épaisseur de 50 micromètres ; ■ the image sensor is formed on silicon substrate having a thickness of 50 microns;
■ le capteur d'image présente une flèche de 50 micromètres au centre de la matrice ; ■ the image sensor has a 50 micrometer arrow in the center of the matrix;
■ les connexions électriques présentes sur la face avant du détecteur sont ramenées sur la face arrière de celui-ci, c'est-à-dire sur la face opposée à celle destinée à recevoir le rayonnement à détecter, les connexions électriques étant régulièrement disposées sous la forme d'une matrice d'un pas de 1 millimètre, soit une matrice de 7 connexions par 7 connexions ; et ■ electrical connections present on the front face of the detector are brought to the rear face thereof, that is to say on the face opposite to that intended to receive the radiation to be detected, the electrical connections being arranged in regularly the shape of a matrix with a pitch of 1 millimeter, ie a matrix of 7 connections per 7 connections; and
■ l'emprise totale du détecteur est de 8 millimètres par 8 millimètres et une épaisseur. ■ the total footprint of the detector is 8 millimeters by 8 millimeters and a thickness.
En se référant aux figures 21 et 22, le procédé débute par la fabrication collective d'un ensemble 60 de détecteurs 62. Chaque détecteur 62 comprend un circuit de détection 64 formé sur et/ou dans un substrat en silicium 66, le circuit 64 comportant un capteur d'image, par exemple une matrice de photodétecteurs semi-conducteurs, notamment des photodiodes, des phototransistors ou autres, en technologie CMOS ou CCD, et un circuit intégré de lecture de la matrice de photodétecteurs. Des connexions électriques 68 au circuit de détection 64 sont par ailleurs prévues sur la face avant 70 du détecteur 62 en périphérie de ce dernier et sont ramenées en face arrière 72 du détecteur 62 au moyen de connexions électriques 74 traversant le substrat en silicium 66. Les connexions 74 sont reprises par des connexions métalliques 76 formées dans une couche de silicium 78 pour être redistribuées sur la face arrière 72 du détecteur 62 selon une matrice de contacts de 7 connexions par 7 connexions présentant un pas de 1 millimètre. Referring to FIGS. 21 and 22, the method begins with the collective fabrication of a set 60 of detectors 62. Each detector 62 comprises a detection circuit 64 formed on and / or in a silicon substrate 66, the circuit 64 comprising an image sensor, for example an array of semiconductor photodetectors, in particular photodiodes, phototransistors or the like, in CMOS or CCD technology, and an integrated circuit for reading the photodetector matrix. Electrical connections 68 to the detection circuit 64 are also provided on the front face 70 of the detector 62 at the periphery of the latter and are brought back to the rear face 72 of the detector 62 by means of electrical connections 74 passing through the silicon substrate 66. connections 74 are taken up by metal connections 76 formed in a silicon layer 78 for be redistributed on the rear face 72 of the detector 62 according to a matrix of contacts of 7 connections by 7 connections having a pitch of 1 millimeter.
Les circuits de détection 64 sont par ailleurs encapsulés sous un capot 80 suspendu au dessus de ceux-ci par des calles 82 disposées en périphérie des circuits 64. L'emprise totale d'un détecteur 62 est de 8 millimètres par 8 millimètres et l'épaisseur totale du substrat 66, de la couche 78 et du circuit de détection 64 est égale à 50 micromètres. The detection circuits 64 are moreover encapsulated under a cover 80 suspended above them by calluses 82 arranged on the periphery of the circuits 64. The total area of a detector 62 is 8 millimeters by 8 millimeters and the total thickness of the substrate 66, the layer 78 and the detection circuit 64 is equal to 50 micrometers.
L'ensemble 84 formé des éléments 64, 66 et 78, par la suite désigné sous l'expression « substrat composite », présente des propriétés mécaniques très proches de celles du silicium. En effet, le substrat composite 84 est en grande majorité constitué de ce matériau. Notamment, le substrat composite 84 présente un coefficient de dilation thermique moyen ax et un module d'Young Ej très proches du coefficient de dilation thermique et du module d'Young du silicium. Plus particulièrement, le coefficient ax est sensiblement égal à 3 ppm et le module d'Young El est sensiblement égal à environ 120 GPa (gigapascal). The assembly 84 formed elements 64, 66 and 78, hereinafter referred to as the "composite substrate", has mechanical properties very close to those of silicon. Indeed, the composite substrate 84 is largely made of this material. In particular, the composite substrate 84 has a mean thermal expansion coefficient a x and a Young's modulus E j very close to the coefficient of thermal expansion and the Young's modulus of silicon. More particularly, the coefficient a x is substantially equal to 3 ppm and the Young's modulus E l is substantially equal to about 120 GPa (gigapascal).
Il est souhaité une flèche F de 50 micromètres pour le substrat composite 84, la flèche F étant illustrée à la figure 23 et déductible simplement du rayon de courbure R. An arrow F of 50 microns for the composite substrate 84 is desired, the arrow F being illustrated in FIG. 23 and simply deductible from the radius of curvature R.
Afin de courber le substrat composite 84, une couche de nickel est déposée sous le substrat composite 84, comme décrit ci-dessous, pour former un bilame, et un alliage sans plomb, plus particulièrement un alliage d'argent, de cuivre et d'étain (AgCuSn), d'une température de fusion Tf = 220°C , est utilisé comme matériau d'assemblage. Le nickel qui présente l'avantage de se déposer facilement par électrolyse, constitue une très bonne protection contre la corrosion du substrat composite 84, et une barrière contre la diffusion de la soudure dans le substrat composite 84. L'alliage AgCuSn présente l'avantage d'avoir une température de fusion peu élevée et forme également une protection efficace contre la corrosion du substrat composite 84. In order to curve the composite substrate 84, a layer of nickel is deposited under the composite substrate 84, as described below, to form a bimetal, and a lead-free alloy, more particularly a silver, copper and copper alloy. tin (AgCuSn), with a melting temperature T f = 220 ° C, is used as an assembly material. Nickel, which has the advantage of being easily deposited by electrolysis, is a very good protection against corrosion of the composite substrate 84, and a barrier against diffusion of the solder in the composite substrate 84. The AgCuSn alloy has the advantage to have a low melting temperature and also forms an effective protection against corrosion of the composite substrate 84.
Le nickel présente un coefficient de dilation thermique supérieur au coefficient de dilatation thermique du substrat composite 84. Nickel has a coefficient of thermal expansion greater than the coefficient of thermal expansion of the composite substrate 84.
L'ensemble des paramètres, hormis l'épaisseur e2 de la couche de nickel à solidariser au substrat composite 84, intervenant dans la relation (1) sont donc fixés. Il est possible de déduire l'épaisseur e2 de la couche de nickel pour obtenir la valeur de flèche F souhaitée à partir de la relation (1). La valeur de la flèche F est tracée en fonction de l'épaisseur e2 à la figure 24. On en déduit ainsi qu'une épaisseur de nickel de 1 micromètre permet d'obtenir la valeur de 50 micromètres recherchée pour la flèche F. All the parameters, apart from the thickness e 2 of the nickel layer to be joined to the composite substrate 84, involved in the relationship (1) are therefore fixed. It is possible to deduce the thickness e 2 of the nickel layer to obtain the desired arrow value F from the relation (1). The value of the arrow F is plotted according to the thickness e 2 in Figure 24. It is thus deduced that a nickel thickness of 1 micrometer provides the value of 50 micrometers sought for the arrow F.
Le matériau d'assemblage, outre sa fonction de figer le bilame dans sa courbure souhaitée, doit par ailleurs former des connexions électriques pour la matrice de connexion 76 en face arrière 72 d'un détecteur 62. Un matériau d'assemblage, sous forme de plots de matériaux de soudure tel que décrit au second mode de réalisation des figures 8 à 10 par exemple, est donc privilégié. Les figures 25 à 27 sont des vues schématiques en coupe illustrant une première variante de réalisation de plots pour l'assemblage par bille de soudure en face arrière d'un détecteur 62. Tout d'abord, une fine couche d'accroché 90, par exemple une couche de titane de 50 nanomètres d'épaisseur, est déposée sur la face arrière 72 du substrat composite 84 du détecteur 62, puis une couche de nickel 92 d'un micromètre d'épaisseur est déposée sur la couche d'accroché 90. Une couche de métal de soudure 94, formant une surface mouillable, par exemple une couche d'or d'une épaisseur de 100 nanomètres, est ensuite déposée sur la couche de nickel 92 (figure 25). Ces opérations sont réalisées à une température de fabrication T, inférieure à la température de fusion Tf de l'alliage d'argent, de cuivre et d'étain (AgCuSn) utilisé pour le matériau d'assemblage. The assembly material, in addition to its function of freezing the bimetallic strip in its desired curvature, must also form electrical connections for the connection matrix 76 on the rear face 72 of a detector 62. An assembly material, in the form of pads of solder materials as described in the second embodiment of Figures 8 to 10 for example, is preferred. FIGS. 25 to 27 are diagrammatic cross-sectional views illustrating a first embodiment of pads for rear solder ball assembly of a detector 62. Firstly, a thin hooking layer 90, by For example, a titanium layer 50 nanometers thick is deposited on the rear face 72 of the composite substrate 84 of the detector 62, then a nickel layer 92 of a micrometer thick is deposited on the hook layer 90. A solder metal layer 94, forming a wettable surface, for example a 100 nanometer thick layer of gold, is then deposited on the nickel layer 92 (FIG. 25). These operations are performed at a manufacturing temperature T, lower than the melting temperature Tf of the silver, copper and tin alloy (AgCuSn) used for the assembly material.
Le procédé se poursuit par une photolithographie et une gravure afin de réaliser une matrice bidimensionnelle d'ilots en or 96 d'un pas de 500 micromètres. Le diamètre des ilôts 96 est choisi décroissant du centre vers le bord du détecteur 62 afin que les billes de soudure utilisées pour l'assemblage présentent leurs hauteurs d'équilibre une fois le bilame figé, comme décrit plus en détail ci-après. Des ilôts 96 sont en outre réalisés en face de chacune des connexions 76 (figure 26). The process is continued by photolithography and etching in order to produce a two-dimensional matrix of islands of gold 96 with a pitch of 500 microns. The diameter of the islands 96 is chosen decreasing from the center to the edge of the detector 62 so that the solder balls used for the assembly have their equilibrium heights once the bimetal is frozen, as described in more detail below. Islands 96 are furthermore made in front of each of the connections 76 (FIG. 26).
Une seconde photo lithographie et une seconde gravure sont ensuite réalisées jusqu'au substrat composite 84 pour isoler des plots 98 d'un diamètre de 0,4 millimètre autour de chaque ilot d'or 96, ce qui permet notamment d'isoler électriquement des interconnexions électriques pour les connexions 76 (figure 27). A second photo lithography and a second etching are then performed up to the composite substrate 84 to isolate pads 98 having a diameter of 0.4 millimeters around each island of gold 96, which makes it possible in particular to electrically isolate interconnections electrical connections 76 (Figure 27).
Les figures 28 et 29 sont des vues schématiques en coupe illustrant une deuxième variante de réalisation de plots pour l'assemblage par billes de soudure en face arrière d'un détecteur 62. Tout d'abord, une couche d'accroché et de croissance 100 est déposée sur la face arrière 72 du détecteur 62, par exemple un empilement formé d'une couche de titane de 50 nanomètres d'épaisseur déposée sur le substrat composite 84 pour l'accroche du nickel, et d'une couche de nickel de 100 micromètres, déposée sur la couche d'accroché, pour la croissance ultérieure d'une couche de nickel par électrolyse. Un masque de résine 102 est alors déposé sur la couche d'accroché et de croissance 100 avec une matrice dimensionnelle d'ouvertures 104 de 0,4 millimètre de diamètre avec un pas de 0,5 millimètre aux emplacements souhaités pour les plots, et notamment en face des connexions 76 (figure 28). FIGS. 28 and 29 are diagrammatic cross-sectional views illustrating a second variant embodiment of studs for solder ball assembly on the rear face of a detector 62. Firstly, a layer of hooking and growth 100 is deposited on the rear face 72 of the detector 62, for example a stack formed of a titanium layer of 50 nanometers thick deposited on the composite substrate 84 for hooking nickel, and a nickel layer of 100 micrometers, deposited on the layer hooked, for the subsequent growth of a nickel layer by electrolysis. A resin mask 102 is then deposited on the hook and growth layer 100 with a dimensional matrix of openings 104 of 0.4 millimeter in diameter with a pitch of 0.5 millimeters at the desired locations for the pads, and in particular opposite connections 76 (FIG. 28).
Une couche de nickel de 1 micromètre d'épaisseur et une couche d'or de 0,1 micromètre sont ensuite déposées dans cet ordre dans les ouvertures 104 par électrolyse. Ces opérations sont réalisées à une température de fabrication inférieure à la température de fusion Tf de l'alliage d'argent, de cuivre et d'étain (AgCuSn) utilisé pour le matériau d'assemblage. A layer of nickel 1 micrometer thick and a layer of gold of 0.1 micrometer are then deposited in this order in the openings 104 by electrolysis. These operations are performed at a manufacturing temperature lower than the melting temperature Tf of the silver, copper and tin alloy (AgCuSn) used for the assembly material.
Le masque de résine 102 est retiré puis la couche d'accroché et de croissance 100 est gravée jusqu'au substrat composite 84 d'une manière connue en soi de manière à former des plots 106 isolés les uns des autres (figure 29). Ce faisant, on réduit le coût du procédé de réalisation, puisqu'un dépôt par électrolyse (chimique) est bien moins cher qu'un dépôt physique par évaporation ou pulvérisation. The resin mask 102 is removed and the hooked and growth layer 100 is etched to the composite substrate 84 in a manner known per se so as to form pads 106 isolated from each other (Figure 29). In doing so, the cost of the manufacturing process is reduced, since a deposit by electrolysis (chemical) is much cheaper than a physical deposition by evaporation or spraying.
Les figures 30 et 31 sont des vues en coupe illustrant une première variante de la conformation du bilame 108 formé du substrat composite 84 et des plots en nickel 98, ou 106 à la courbure souhaitée. Dans l'exemple illustré au sein de ces figures, c'est le bilame formé du substrat composite 84 et des plots 98 de la figure 27 qui a été représenté. Figures 30 and 31 are sectional views illustrating a first variant of the conformation of the bimetal 108 formed of the composite substrate 84 and nickel pads 98, or 106 to the desired curvature. In the example illustrated in these figures, it is the bimetallic formed of the composite substrate 84 and the pads 98 of Figure 27 which has been shown.
Selon cette première variante, le bilame 108 est reporté sur un substrat rigide 110 en céramique de 650 micromètres d'épaisseur. Les plots 98 sont déposés sur une matrice de billes de soudure correspondantes 112 en AgCuSn, les billes 112 étant identiques, et d'un diamètre de 250 micromètres (figure 30). Les billes 112 sont formées sur des ilôts en or 114 correspondant du substrat 110, les ilôts en or 114 étant identiques et d'un diamètre de 0,3 millimètre. Dans l'exemple illustré, la variation de hauteur des billes de soudure 112 est ainsi réglée par l'aire des surfaces mouillables 96 des plots 98. Dans le cas des plots 106 de la figure 29, qui présentent des surfaces mouillables identiques, les ilôts mouillables 114 du substrat rigide 110 peuvent être choisis selon une aire variable pour adapter la hauteur des billes de soudure 112. L'ensemble est alors porté à une température supérieure, et de préférence légèrement supérieure, à la température de fusion Tf de l'alliage AgCuSn constitutif des billes de soudure 112, par exemple une température de 241°C, de manière à faire fondre complètement l'alliage d'AgCuSn des billes 112. Sous l'effet de cet échauffement, les billes de soudure 112 fondent et le bilame 108 se courbe de manière concave. Un refroidissement est ensuite réalisé à une température inférieure à la température de fusion Tf du matériau des billes de soudure 112, par exemple une température de 20°C. Lorsque les billes de soudure 112 atteignent la température de fusion Tj, elles se solidifient instantanément, ce qui fige le bilame 108 dans la courbure souhaitée, et calculée pour la température de fusion Tj, à savoir avec une flèche de 50 micromètres (figure 31). According to this first variant, bimetallic strip 108 is transferred to a rigid ceramic substrate 110 having a thickness of 650 micrometers. The pads 98 are deposited on a matrix of corresponding solder balls 112 made of AgCuSn, the balls 112 being identical and having a diameter of 250 micrometers (FIG. 30). The balls 112 are formed on corresponding gold islands 114 of the substrate 110, the gold islands 114 being identical and having a diameter of 0.3 millimeters. In the example illustrated, the height variation of the solder balls 112 is thus regulated by the area of the wettable surfaces 96 of the pads 98. In the case of the pads 106 of FIG. 29, which have identical wettable surfaces, the islands wettable elements 114 of the rigid substrate 110 may be chosen according to a variable area to adapt the height of the solder balls 112. The assembly is then raised to a higher temperature, and preferably slightly higher, to the melting temperature Tf of the alloy AgCuSn constituting the solder balls 112, for example a temperature of 241 ° C, so as to completely melt the AgCuSn alloy beads 112. Under the effect of this heating, the Welding balls 112 melt and the bimetallic strip 108 curves concavely. Cooling is then performed at a temperature below the melting temperature Tf of the solder bead material 112, for example a temperature of 20 ° C. When the solder balls 112 reach the melting temperature T j , they solidify instantly, which freezes the bimetallic strip 108 in the desired curvature, and calculated for the melting temperature T j , namely with a 50 micrometer arrow (FIG. 31).
Des connexions internes au substrat céramique 110 peuvent être prévues et ce dernier peut être reporté sur une carte de circuits imprimés via par exemple des billes de soudure 116 si l'application le nécessite. Internal connections to the ceramic substrate 110 may be provided and the latter may be transferred to a printed circuit board via, for example, solder balls 116 if the application requires it.
Selon une seconde variante, le bilame est reporté directement sur une carte de circuits imprimés, cette variante différant de celle décrite aux figures 30 et 31 par la nature du substrat 110 qui est remplacé par la carte de circuits imprimés. Lorsque la carte de circuits imprimés est en matériau organique, des mesures pourront être prises pour renforcer mécaniquement localement la carte de circuit imprimée, avec une pastille dure par exemple According to a second variant, the bimetal is transferred directly to a printed circuit board, this variant differing from that described in FIGS. 30 and 31 by the nature of the substrate 110 which is replaced by the printed circuit board. When the printed circuit board is made of organic material, measures may be taken to mechanically reinforce the printed circuit board locally, for example with a hard pellet.
Dans les figures 25 à 31 , il a été représenté un unique détecteur 62 pour des raisons de clarté. Ceci peut recouvrer la réalité, les détecteurs 62 étant individualisés une fois l'ensemble 60 de détecteurs fabriqués puis reportés seuls sur un substrat en céramique, une carte de circuits imprimés ou autre. En variante, c'est l'ensemble 60 de détecteurs 62 qui est reporté sur un substrat commun, par exemple en céramique, ou une carte de circuits imprimés, comme illustré à la figure 32. Une fois les détecteurs courbés, comme décrit précédemment, ceux-ci peuvent alors être individualisés. In Figures 25 to 31, there is shown a single detector 62 for reasons of clarity. This can recover reality, the detectors 62 being individualized once the set of detectors 60 manufactured and then carried alone on a ceramic substrate, a printed circuit board or the like. Alternatively, it is the set 60 of detectors 62 which is carried on a common substrate, for example ceramic, or a printed circuit board, as illustrated in FIG. 32. Once the detectors have been bent, as described previously, these can then be individualized.
Les caractéristiques des différents modes de réalisations, variantes et exemples exposés ci-dessus peuvent bien entendu être combinées. The characteristics of the various embodiments, variants and examples set out above can of course be combined.
Par ailleurs, il a été décrit un substrat plan. En variante, le substrat peut être non plan. In addition, a planar substrate has been described. Alternatively, the substrate may be non-planar.
On notera que l'invention a été principalement décrite en relation avec la fabrication de capteurs d'image courbes. Cependant, elle s'applique à tous types de circuit nécessitant d'être courbé. It should be noted that the invention has mainly been described in connection with the manufacture of curved image sensors. However, it applies to all types of circuit requiring to be curved.
L'invention permet avantageusement : The invention advantageously allows:
■ de réaliser une face courbe concave ou convexe en utilisant une méthode de fabrication simple, notamment dans le cadre des modes de réalisation des figures 1 à 7, et apte à satisfaire aux spécificités propres à la plupart des applications optiques, notamment des détecteurs dans l'infrarouge, le visible, l'ultraviolet, de rayons X, ou encore des émetteurs de lumière paraboliques concaves ou convexes, etc...; To produce a concave or convex curved face by using a simple manufacturing method, particularly in the context of the embodiments of FIGS. 7, and able to satisfy the specificities of most optical applications, including detectors in the infrared, visible, ultraviolet, X-ray, or concave or convex parabolic light emitters, etc ... ;
■ de réaliser un composant microélectronique courbé qui est thermiquement couplé par le matériau d'assemblage à un substrat pouvant remplir différentes fonctions mécaniques et/ou thermiques, par exemple un substrat réalisé en un métal, par définition très bon conducteur thermique. Ce couplage est particulièrement important dans le cadre des modes de réalisation des figures 1 à 7 ; ■ to produce a curved microelectronic component which is thermally coupled by the assembly material to a substrate that can perform various mechanical and / or thermal functions, for example a substrate made of a metal, by definition very good thermal conductor. This coupling is particularly important in the context of the embodiments of FIGS. 1 to 7;
■ de réaliser un assemblage très simple sur un boîtier, une carte de circuits imprimés, un support mécanique de cryogénie ou autres, en réalisant de manière simultanée en une seule opération la courbure et l'assemblage mécanique ; ■ to achieve a very simple assembly on a housing, a printed circuit board, a mechanical cryogenic support or the like, by performing simultaneously in a single operation the curvature and the mechanical assembly;
■ de réaliser un assemblage collectif, assemblage dit « plaque/plaque » ou « wafer/wafer », de composants fabriqués sur une première plaque avec des substrats supports fabriqués sur une seconde plaque ; ■ to achieve a collective assembly, called "plate / plate" or "wafer / wafer", components manufactured on a first plate with support substrates made on a second plate;
■ de disposer avant l'assemblage et la courbure, d'un composant plat sur les deux faces et donc manipulable avec des équipements traditionnels déjà présents dans tous les sites d'assemblage, comme par exemple des équipements avec des prises de vide, avec des réglages de parallélisme par collimation à l'assemblage, etc ., ce qui constitue un avantage important pour les intégrateurs ; ■ before assembly and bending, to have a flat component on both sides and thus manipulable with traditional equipment already present in all assembly sites, such as equipment with vacuum sockets, with parallelism settings by collimating the assembly, etc., which is an important advantage for integrators;
■ de réaliser des formes complexes, comme exposé au mode de réalisation des figures 15 à 17 avec les ilôts de bilames, ce qui ouvre la voie à de nouvelles applications optiques, comme par exemple les structurations particulières de surface, ondes, les miroirs à rayon de courbure variable, etc... ■ to produce complex shapes, as exposed to the embodiment of FIGS. 15 to 17 with bimetallic islands, which opens the way to new optical applications, such as, for example, the particular surface structures, waves, radius mirrors variable curvature, etc ...
■ de réaliser une connexion simple de l'avant vers l'arrière du dispositif sans ajout de niveau de fabrication de complexité excessive, un seul niveau technologique étant requis, comme cela est illustré par exemple aux figures 8 à l6 et 21 à 31 ; ■ to make a simple connection from the front to the rear of the device without adding excessive complexity manufacturing level, a single level of technology being required, as illustrated for example in Figures 8 to 16 and 21 to 31;
■ d'assembler thermiquement et mécaniquement la face arrière du composant courbé à un substrat porteur présentant lui même une face arrière plane, ce qui s'avère particulièrement avantageux pour les intégrateurs. Le matériau d'assemblage assure par ailleurs les déformations mécaniques requises par la face avant tout en restant un très bon conducteur thermique pour évacuer les calories générées par le système. De préférence, on choisit une colle conductrice électriquement et thermiquement. ■ thermally and mechanically assemble the rear face of the curved component to a carrier substrate itself having a flat rear face, which is particularly advantageous for integrators. The assembly material also ensures the mechanical deformations required by the front face while remaining a very good thermal conductor to evacuate the calories generated by the system. Preferably, a conductive adhesive is chosen electrically and thermally.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de fabrication d'un circuit microélectronique courbé consistant : A method of manufacturing a curved microelectronic circuit consisting of:
■ à définir une courbure pour un composant microélectronique ; ■ defining a curvature to a microelectronic component;
■ à choisir au moins deux matériaux présentant des coefficients de dilatation thermique différents et un matériau d'assemblage de manière à ce qu'à une température de solidification du matériau d'assemblage, le composant comprenant des couches solidaires constituées respectivement desdits au moins deux matériaux présente la courbure sphérique prédéfinie ; ■ selecting at least two materials having different thermal expansion coefficients and a joining material so that a solidification temperature of the joining material, the component comprising integral layers formed respectively of said at least two materials has the predefined spherical curvature
■ à fabriquer, à une première température différente de la température de solidification du matériau d'assemblage, le composant microélectronique (10 ; 30 ; 12, 54) comprenant au moins deux couches superposées (12, 14) et mécaniquement solidaires l'une de l'autre, lesdites couches (12, 14) étant constituées respectivement des au moins deux matériaux choisis; ■ to manufacture, at a first temperature different from the temperature of solidification of the joining material, the microelectronic component (10; 30; 12, 54) comprising at least two superposed layers (12, 14) and mechanically integral with one the other, said layers (12, 14) consisting respectively of at least two selected materials;
■ à réaliser un empilement comprenant : ■ to carry out a stack comprising:
o un substrat rigide (20) ;  a rigid substrate (20);
o ledit composant microélectronique (10 ; 30 ; 12, 54) ; et  said microelectronic component (10; 30; 12,54); and
o le matériau d'assemblage choisi (18 ; 38 ; 58) en phase liquide intercalé entre le substrat rigide (20) et le composant microélectronique (10 ; 30 ; 12, the selected liquid-phase assembly material (18; 38; 58) interposed between the rigid substrate (20) and the microelectronic component (10; 30;
54); 54);
■ et à solidifier le matériau d'assemblage en soumettant le composant micro électronique (10 ; 30 ; 12, 54) et le matériau d'assemblage (18 ; 38 ; 58) à ladite température de solidification, de sorte que le composant présente la courbure prédéfinie. ■ and solidifying the joining material by subjecting the micro-electronic component (10; 30; 12, 54) and the bonding material (18; 38; 58) to said solidification temperature, so that the component has the predefined curvature.
Procédé de fabrication d'un circuit microélectronique courbé selon la revendication 1, dans lequel au moins le composant microélectronique (10 ; 30 ; 12, 54) est pourvu d'une surface mouillable (16 ; 36) en regard du matériau d'assemblage (18 ; 38 ; 58), et dans lequel le matériau d'assemblage (18 ; 38 ; 58) est un matériau de soudure, le procédé consistant : A method of manufacturing a curved microelectronic circuit according to claim 1, wherein at least the microelectronic component (10; 30; 12,54) is provided with a wettable surface (16; 36) facing the joining material ( 18; 38; 58), and wherein the joining material (18; 38; 58) is a solder material, the method comprising:
■ à empiler le substrat (20), le composant microélectronique (10 ; 30 ; 12, 54) et le matériau de soudure (18 ; 38 ; 58) à une température inférieure à la température de fusion du matériau de soudure (18 ; 38 ; 58); ■ stacking the substrate (20), the microelectronic component (10; 30; 12,54) and the solder material (18; 38; 58) at a temperature below the melting temperature of the solder material (18; 38; 58);
■ à chauffer le composant microélectronique (10 ; 30 ; 12, 54) et le matériau de soudure (18 ; 38 ; 58) à une température supérieure à la température de fusion du matériau de soudure (18 ; 38 ; 58); et ■ à refroidir le composant microélectronique (10 ; 30 ; 12, 54) et le matériau de soudure (18 ; 38 ; 58) à une température inférieure à la température de fusion du matériau de soudure (18 ; 38 ; 58). ■ heating the microelectronic component (10; 30; 12,54) and the solder material (18; 38; 58) to a temperature above the melting temperature of the solder material (18; 38; 58); and ■ cooling the microelectronic component (10; 30; 12,54) and the solder material (18; 38; 58) to a temperature below the melting temperature of the solder material (18; 38; 58).
3. Procédé de fabrication d'un circuit microélectronique courbé selon la revendication 1, dans lequel le matériau d'assemblage est un polymère réticulable par chauffage, le procédé consistant : A method of manufacturing a curved microelectronic circuit according to claim 1, wherein the joining material is a heat-curable polymer, the method comprising:
■ à empiler le substrat (20), le composant microélectronique (10 ; 30 ; 12, 54) et le polymère réticulable (18 ; 38 ; 58) dans sa forme non réticulée à une température inférieure à la température de réticulation du polymère réticulable (18 ; 38 ; 58) ; et ■ stacking the substrate (20), the microelectronic component (10; 30; 12,54) and the crosslinkable polymer (18; 38; 58) in its uncrosslinked form at a temperature below the crosslinking temperature of the crosslinkable polymer ( 18; 38; 58); and
■ à chauffer le composant microélectronique (10 ; 30 ; 12, 54) et le polymère réticulable (18 ; 38 ; 58) à une température supérieure à la température de réticulation polymère réticulable (18 ; 38 ; 58). And heating the microelectronic component (10; 30; 12,54) and the crosslinkable polymer (18; 38; 58) to a temperature above the crosslinkable polymer cross-linking temperature (18; 38; 58).
4. Procédé de fabrication d'un circuit microélectronique courbé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'empilement est réalisé en posant le composant microélectronique (10 ; 30 ; 12, 54) sur le matériau d'assemblage (18 ; 38 ; 58). A method of manufacturing a curved microelectronic circuit according to any one of the preceding claims, wherein the stack is made by placing the microelectronic component (10; 30; 12,54) on the joining material (18; 38; 58).
5. Procédé de fabrication d'un circuit microélectronique courbé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau d'assemblage (38) prend la forme de plots en matériau de soudure, chacun disposé entre une première surface mouillable (36) du composant microélectronique (30) et une surface mouillage (40) du substrat (20). A method of manufacturing a curved microelectronic circuit according to any one of the preceding claims, wherein the joining material (38) is in the form of pads of solder material, each disposed between a first wettable surface (36). microelectronic component (30) and a wetting surface (40) of the substrate (20).
6. Procédé de fabrication d'un circuit microélectronique courbé selon la revendication 5, dans lequel, pour chaque plot en matériau de soudure (38), l'aire des surfaces mouillables (36, 40) associées au plot (38) et le volume de matériau de soudure du plot (38) sont déterminés en fonction de la distance séparant le composant micro électronique (30) à la température de fusion du substrat (20) à l'emplacement du plot (38). 6. A method of manufacturing a curved microelectronic circuit according to claim 5, wherein, for each pad of solder material (38), the area of the wettable surfaces (36, 40) associated with the pad (38) and the volume solder material of the pad (38) is determined as a function of the distance between the microelectronic component (30) and the melting temperature of the substrate (20) at the location of the pad (38).
7. Procédé de fabrication d'un circuit microélectronique courbé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche (14) du composant microélectronique faisant face au matériau d'assemblage (58) est réalisée sous la forme de plots (54). A method of manufacturing a curved microelectronic circuit according to any one of the preceding claims, wherein the layer (14) of the microelectronic component facing the joining material (58) is in the form of pads (54). .
8. Procédé de fabrication d'un circuit microélectronique courbé selon la revendication 5 ou 6 et la revendication 7 prises ensemble, dans lequel chaque plot de matériau d'assemblage (58) est au contact d'un plot correspondant (54) du composant micro électronique . 8. A method of manufacturing a curved microelectronic circuit according to claim 5 or 6 and claim 7 taken together, wherein each pad of assembly material (58) is in contact with a corresponding pad (54) of the micro component. electronic.
9. Procédé de fabrication d'un circuit microélectronique courbé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche (14) du composant microélectronique faisant face au matériau d'assemblage (38) est pleine et comprend des ilôts (48) en un matériau électriquement conducteur formés dans l'épaisseur de ladite couche (14). A method of manufacturing a curved microelectronic circuit according to any one of the preceding claims, wherein the layer (14) of the microelectronic component facing the joining material (38) is solid and comprises islands (48) in an electrically conductive material formed in the thickness of said layer (14).
10. Procédé de fabrication d'un circuit microélectronique courbé selon la revendication 5 ou 6 et la revendication 9 prises ensemble, dans lequel chaque plot de matériau d'assemblage (38) est au contact d'un ilot correspondant (47) du composant micro électronique . The method of manufacturing a curved microelectronic circuit according to claim 5 or 6 and claim 9 taken together, wherein each pad of assembly material (38) is in contact with a corresponding island (47) of the micro component. electronic.
11. Procédé de fabrication d'un circuit microélectronique courbé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le composant micro électronique comporte uniquement que deux couches superposées (12, 14) et mécaniquement solidaires l'une de l'autre, lesdites couches (12, 14) présentant des coefficients de dilatation thermique différents. 11. A method of manufacturing a curved microelectronic circuit according to any one of the preceding claims, wherein the microelectronic component comprises only two superimposed layers (12, 14) and mechanically integral with each other, said layers (12, 14) having different thermal expansion coefficients.
12. Procédé de fabrication d'un circuit microélectronique courbé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'une des couches du composant microélectronique qui ne fait pas face au matériau d'assemblage est un capteur d'image. A method of manufacturing a curved microelectronic circuit according to any one of the preceding claims, wherein one of the layers of the microelectronic component which does not face the joining material is an image sensor.
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