Brevet FR2064378A1 — publié le 19710723

i 2064378 La présente invention concerne un procédé de découpage de pastilles à partir d'une plaquette de semi-conducteur, dans lesquelles sont disposés des composants munis-d'électrodes ou de voies conductrices. 5 Dans un procédé connu on réalise divers composants ou pastilles à partir d'une plaquette de semi-conducteur. Ceci est effectué de telle sorte que plusieurs composants soient diffusés ou réalisés, suivant un autre procédé usuel, dans, la plaquette semi-conductrice» Les contacts et les voies conductrices sont po-10 sés tout de suite après sur les différents composants* Le découpage des différents composants disposés sur la plaquette est effectué par un amincissement par rodage, un processus photographique sur la face arrière de la plaquette, et une séparation par attaque chimique» Ce processus de découpage relative-15 ment coûteux est décrit par exemple en détail dans la revue "The Western Electric Engineer", de décembre ±967, page 14» Dans ce procédé connu il est important que les voies conductrices d'un seul composant soient disposées sur la même"pastille a découper. Il n'est donc pas possible de laisser passer les extrémités exté-20 rieures libres des voies conductrices d'une première pastille sur une pastille voisine, ni de découper la plaquette de telle sorte que la première pastille soit munie de voies conductrices dépassant de celle-ci et séparées de la pastille voisine. Ainsi la place occupée sur la plaquette semi-conductrice par les composants 25 ou les pastilles est importante. Le but de la présente invention est de proposer un procédé de découpage simple permettant de réduire la place prévue sur la plaquette semi-conductrice pour les voies conductrices ou de connexions intégrées dites "beam-leads"» 30 Suivant l'invention ce problème est résolu par les opé rations successives suivantes : a) Collage de la plaquette de semi-conducteur par sa face non munie d'électrodes sur une plaque de verre et entaillage de la plaquette de semi-conducteur suivant un tracé correspondant 35 dUx pastilles à découper» b) Recouvrement de la face de la plaquette semi-conductrice munie d'électrodes par un film attaquable chimiquement de telle sorte que lors de l'attaque chimique de celui-ci les matériaux disposés sur la plaquette ne soient pas endommagés. 40 c) Dégagement de fenêtres de contact-par processus pho 70 37301 2 2064378 tographique et attaque chimique du film vers les voies conductrices et les électrodes,. d) Dépôt de voies conductrices supplémentaires sur les voies conductrices ou électrodes dégagées de telle sorte que ces 5 voies supplémentaires couvrent partiellement le film et qu'elles se prolongent dans la pastille voisine. e) Enlèvement par attaque chimique du film attaquable de telle sorte que les voies conductrices supplémentaires se prolongeant dans la pastille voisine soient dégagées. 10 f) Détachement de la plaquette semi-conductrice de la plaque de verre et collage de la face de cette plaquette dépourvue d'électrodes ou de voies conductrices et de voies supplémentaires sur une feuille élastique. g) Etirage et rupture de la plaquette semi-conductrice 15 collée sur la feuille élastique suivant le tracé des entailles de sorte que les pastilles avec les voies conductrices disposées sur elles et se prolongeant au-delà de leur surface soient découpées h) Détachement des différentes pastilles de la feuille élastique. 20 De plus, il est aussi possible, dans une forme simpli fiée de l'invention, de réaliser les opérations successives suivantes : a) Revêtement de la face de la plaquette semi-conductrice munie d'électrodes ou de voies conductrices par un film chimi- 25 quement attaquable de telle façon que lors de l'attaque chimique de celui-ci les autres matériaux disoosés sur la plaquette ne soient pas endommagés.■ v b) Dégagement de fenêtres de contact par processus photographiques et attaque chimique du film vers les voies conduc- 30 trices et les électrodes. c) Dépôt de voies conductrices supplémentaires sur les voies conductrices ou électrodes dégagées de telle sorte que ces voies supplémentaires couvrent partiellement le film et qu'elles se prolongent dans la pastille voisine. 35 d) Attaque chimique du film de telle sorte que les voies conductrices supplémentaires s.ç, prolongeant dans la. pastille voisine soient dégagées. e) Collage de la face de la plaquette dépourvue d'électrodes ou de voies- conductrices et de voies, supplémentaires sur 40 une feuille élastique. . BAP OBiGtNAL 70 37301 3 206437Ô f) Entaillage de la face non collée de la plaquette semi-conductrice suivant un tracé correspondant aux pastilles a découper dans un dispositif d'ajustage. g) Rupture et étirage de la plaquette semi-conductrice 5 collée sur la feuille élastique suivant le tracé des entailles de façon que les pastilles avec les voies conductrices se prolongeant au-delà de leur surface soient decoupées. h) Séparation des différentes pastilles de la feuille élastique. 10 Les deux modes d'exécution indiqués ci-dessus permettent d'utiliser aussi le procédé d'entaillage et de rupture simple et ayant fait ses preuves dans le cas de composants munis de connexions intégrées dites "beam-leads" et devant être découpés à partir d'une plaquette. Comme dans le cas de la présente invention, 15 les voies conductrices ou"beam-leads" se prolongeant au-delà d'une pastille s'étendent au-dessus des systèmes ou pastilles voisins, on peut économiser la place prévue sur la plaquette pour ces^beam-leads" dans les procédés connus. Il est important d'utiliser pour le film métallique un 20 matériau facile à attaquer. Lors de cette attaque chimique les autres matériaux disposés sur la plaquette semi-conductrice ne doivent pas être endommagés. L'utilisation de cuivre ou de nickel s'est révélée particulièrement pratique. Ces métaux peuvent être facilement attaqués, par exemple avec une solution de HNO^ sans 25 que les voies conductrices en or-platine-titane soient endommagées. La présente invention est expliquée plus en détail à l'aide de deux exemples d'éxecution illustrés dans les figures 1 à 3 représentant schématiquement les phases du procédé de l'invention appliqué à la structure d'un transistor. 30 Une plaquette de semi-conducteur 1 (fig.l) dans laquelle sont disposés les composants ou pastilles 2,3 munis d'électrodes métalliques 4, représentées par les surfaces hachurées de la figure, est collée sur une plaque de verre 10, de façon que la face non métallique de la plaquette soit en contact avec la plaque de 35 verre. La plaquette est alors entaillée avec un diamant en vue d'un découpage et d'un rupture suivant le tracé 11. Il est avantageux d'effectuer par avance ce tracé sur la plaquette. Immédiatement après (fig. 2) la face de la plaquette semi-conductrice munie d'électrode métallique est entièrement re-40 couverte d'un film de cuivre 12 d'environ 2p d'épaisseur. Ce film 70 37301 4 2064378 de cuivre 12 est représenté par des hachures sur les figures 2 et 3. Il s'est avéré que l'on pouvait utiliser aussi avantageusement un film de nickel à la place du film de cuivre 12. A l'aide d'un processus photographique et d'une attaque chimique on dégage 5 les zones 20 des électrodes ou des voies conductrices, constituées par exemple par un empilage de couches d'or, de platine et de titane, pour permettre le dépôt ultérieur par un procédé galvanoplas-tique de voies conductrices supplémentaires 26, 27, 28, en or par exemple, (fig 3). Les voies conductrices supplémentaires sont re-10 présentées par des hachures. Le processus photographique sur les "beam-leads"et la séparation galvanique sont ensuite effectués de manière connue. Le film de cuivre 12 déposé sur la plaquette semi-conductrice est attaqué par une solutiond 'acide nitrique. Ainsi la 15 voie conductrice supplémentaire 26 par exemple ne se trouve plus fixée mécaniquement sur la pastille 3 et la voie conductrice supplémentaire 27 sur la pastille 2. Toutes les liaisons électriques non souhaitées sont ainsi éliminés. Ensuite la plaquette de semi-condudteur est détachas de la plaque de verre et collée sur 20 une feuille d'élasticité élevée au moyen d'une colle appropriée qui devrait être plastique et durcissable. La feuille peut par exemple être en caoutchouc. La plaquette semi-conductrice déjà entaillée est alors rompue et étirée jusqu'à ce que les différents composants ou pas-25 tilles 2, 3 soient séparés. C'est pour cette raison que la colle doit avoir une plasticité appropriée. Enfin on peut, pour faciliter le traitement ultérieur, fixer sous, tension la feuille avec les composants ou les pastilles séparés les uns des autres sur une plaque et laisser durcir la colle. Les matières thermoplasti-30 ques se sont révélées particulièrement pratiques. Dans un autre mode d'exécution plus simple de l'invention, on peut se dispenser de coller la plaquette semi-conductrice sur une plaque de verre 10 pour 1'entaillage (opération du premier exemple d'exécution). Pour cela le côté métallique de la plaquet-35 te est collée sur une feuille élastique pour le découpage des pastilles ou des composants avant la rupture succédant à l'attaque chimique du film de cuivre (fig. 3 sans la plaque de verre 10 du premier exemple d'exécution). Ensuite, à l'aide d'un dispositif d'ajustage, de préférence un appareil de contrôle à infra-rouge, 40 la plaquette est attaquée sur sa face arrière et rompue. bad original 70 37301 5 2064378 La présente invention permet de remplacer dans le procédé de fabrication connu de circuits à"beam-leads" le procédé de découpage coûteux utilisé jusqu'à présent et comprenant un amincissement par rodage, un processus photographique sur la face arrière 5 de la plaquette et uns séparation par attaque chimique, par un procédé d'entaillage et de rupture plus simple. Un autre avantage de l'invention est que les voies conductrices ou "beam-leads^1 supplémentaires en saillie s'étendent au-• dessus des systèmes voisins. On peut ainsi économiser la place pré-10 vue sur la plaquette semi-conductrice pour ces beam-leads dans le procédé connu. 70 37301 6 2064378 10 REVENDICATIONS 1. Procédé de découpage de pastilles à partir d'une plaquette de semi-conducteur, dans lesquelles sont disposés des composants munis d'électrodes ou de voies conductrices, caractérisé par les opérations successives suivantes : a) Collage de la plaquette de semi-conducteur par sa face dépourvue d'électrodes sur une plaque de verre et entaillage de la plaquette de semi-conducteur suivant un tracé correspondant aux pastilles à découper. b) Revêtement de la face de la plaquette semi-conductrice munie d'électrodes par un film chimiquement attaquable de telle façon que lors de l'attaque chimique de celui-ci, les matériaux disposés sur la plaquette ne soient pas endommagés. c) Dégagement de fenêtres de contact par processus photo-graphique et attaque chimique du film vers les voies conductrices ou les électrodes. d) Dépôt de voies conductrices supplémentaires sur les voies conductrices ou électrodes dégagées de telle sorte que ces voies supplémentaires recouvrent partiellement le film et qu'elles se prolongent dans la pastille voisine. e) Attaque chimique du film de telle sorte que les voies conductrices supplémentaires se prolongeant dans la pastille voisine soient dégagées. f) Séparation de la plaquette semi-conductrice de la pla-2^ que de verre et collage de la face de cette plaquette dépourvue d'électrodes ou de voies conductrices sur une feuille élastique. g) Etirage et rupture de la plaquette semi-conductrice collée sur la feuille élastique suivant le tracé des entailles de façon que les pastilles avec les voies conductrices se prolongeant au-delà de leur surface soient découpées. h) Détachement des différentes pastilles de la feuille élastique. 2. Procédé de découpage de pastilles à partir d'une plaquette de semi-conducteur, dans lesquelles sont disposés des composants munis d'électrodes ou de voies conductrices, caractérisé par les opérations successives suivantes : a) Revêtement de la face de la plaquette semi-conductrice munie d'électrodes ou de voies conductrices par un film attaquable chimiquement de telle sorte que lors de l'attaque chimique de celui-ci5 les matériaux disposés sur la plaquette ne soient pas 20 30 35 70 37301 7 2064378 endommagés. b) Dégagement de fenêtres de contact par processus photographique et attaque chimique du film vers les voies conductrices et les électrodes. 5 c) Dépôt de voies conductrices supplémentaires sur les voies conductrices ou électrodes décapées de telle sorte que ces voies supplémentaires couvrent partiellement le film et qu'elles se prolongent dans la pastille voisine. d) Attaque chimique du film de telle sorte que les voies 10 conductrices supplémentaires se prolongeant dans la pastille voisine soient dégagées. e) Collage de la face de la plaquette munie d'électrodes ou de voies conductrices et de voies conductrices supplémentaires sur une feuille élastique. 15 f) Entaillage de la face non collée de la plaquette semi- conductrice suivant un tracé correspondant aux pastilles à découper dans un dispositif d'ajustage. g} Rupture et étirage de la plaquette semi-conductrice collée sur la feuille élastique suivant le tracé des enta-illes de 20 façon que les pastilles avec les voies conductrices se prolongeant au-delà de leur surface soient découpées. h) Détachement des différentes pastilles de la feuille élastique. 3. Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, 25 caractérisé par le fait qu'on utilise pour le film attaquable chimiquement du cuivre ou du nickel. 4. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'on utilise du caoutchouc pour la feuille élastique. 5. Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, 30 caractérisé par le fait que le film de cuivre ou de nickel d'environ 2 y d'épaisseur est déposé par évaporation. 6. Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2» caractérisé par le fait que pour le collage de la plaquette semi-conductrice sur la feuille, on utilise une colle plastique durcis- 35 sable. 7. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif d'ajustage utilisé est un appareil de contrôle à infra-rouge.