Brevet FR2164501A1 — publié le 19730803

La présente invention concerne un procédé de réalisation de dispositifs semiconducteurs constitués d'au moins un cristal comportant une pluralité de régions de type de conduction approprié mises en contact électrique avec l'extérieur par des connexions de sortie et d'une enveloppe légère et isolante protégeant ledit cristal. La présente invention concerne également les dispositifs obtenus par ce procédé. On sait que les dispositifs semiconducteurs miniatures sont protégés, le plus souvent, par enrobage dans un revêtement isolant moulé constitué de résine#ou de toute autre matière synthétique thermodurcissable. Ces dispositifs se présentent généralement sous la forme d'un parallélépipède de résine, d'où émergent, le plus souvent dans un même plan, des languettes dites de connexion. L'une des languettes supporte le cristal auquel elle est soudée, les autres languettes étant elles-mêmes reliées généralement par thermocompression aux diverses parties actives formées dans le cristal. Dans le cas où le cristal supporte un transistor, la languette qui le supporte joue également le rôle de sorte de collecteur. Les diverses Ianguettes sont destiné-es à être reliées, par - ure ou par l'intermédiaire d'un support, à différents points circuit électrique ou électronique précâblé ou imprimé. Actuellement les languettes utilisées font partie de motifs réalisés en un certain nombre d'exemplaires identiques à partir d'une bande métallique et connus par les spécialistes sous le nom de peignes Généralement, l'enrobage est effectué en plongeant chaque cristal comportant ses languettes de connexion dans un moule ayant la forme du revêtement désiré pour les dispositifs et rempli d'une substance d'enrobage, par exemple une résine époxyde. La mise en oeuvre d'un tel procédé comprenant un enrobage comme décrit ci-dessus et l'emploi de languettes de connexion faisant partie de "peignes" présentent un certain nombre d'inconvénients. En effet, la manutention de peignes de très petite taille est extrêmement laborieuse et délicate, ce qui conduit à des pertes de temps importantes et, par ailleurs, suivant leurs dimensions, les peignes se prêtent parfois difficilement à la mécanisation de la fabrication. De plus, l'enrobage implique généralement la mise en oeuvre de moules individuels qui présentent un inconvénient sérieux : en effet, on sait que le transvasement d'un liquide visqueux produit inévitablement des bulles. Or, dans un moule de petite taille, les bulles ne peuvent s'échapper et engendrent des trous dans le revêtement isolant, trous dont la présence diminue la qualité de la protection obtenue, donc de la fiabilité. Enfin, on sait que les languettes de connexion sont tenues rigidement par les peignes à l'aide d'armatures appelées le plus souvent talon. En conséquence, l'emploi des peignes implique que, après enrobage, on élimine le talon en coupant les languettes au voisinage dudit talon, ce qui constitue une opération supplémentaire. L'objet de la présente invention est un procédé rapide et peu coûteux, permettant d'éviter les inconvénients ci-dessus et d'introduire une mécanisation du montage, de B mise en place du revêtement et des mesures. Elle s'appuie sur la qualité de souplesse de certaines bandes isolantes porteuses de réseaux de conducteurs. La présente invention concerne un procédé de réalisation de dispositifs semiconducteurs constitués d'au moins un cristal comportant une pluralité de régions de types. de conduction appropriés mises en contact électrique avec l'extérieur par des connexions de sortie et d'une enveloppe légère et isolante protégeant ledit cristal, remarquable. en ce que, sur une bande isolante souple portant des languettes conductrices longitudinales, on fixe le cristal semiconducteur dont les diverses régions sont ensuite reliées électriquement auxdites languettes et en ce que l'on recouvre l'ensem- ble d'un film plastique mince et souple que l'on fixe d'une manière étanche à la bande isolante portant le cristal. Les avantages du procédé sont nombreux, en effet la manutention est rendue facile tant au montage et à l'enrobage qu'aux mesures en raison même de l'emploi d'une bande souple. Par ailleurs, on supprime l'opération délicate d'enrobage qui conduit parfois à des défauts d'étanchéité en raison de la création de trous dans la substance d'enrobage. En outre # procédé selon l'invention permet une mécanisation facile et à cadence rapide; en effet, les bandes souples portant le cristal et le film les recouvrant peuvent être distribués à partir de bobines et d'une manière continue. Avantageusement, la bande souple portant les languettes est réalisée dans des matières plastiques, soit polyester, soit polyimide, connues commercialement sous les noms respectifs de MYLAR et de KAPTON et les films minces recouvrant les cristaux sont en matière de types polyamide ou polyfluoréthène, par exemple nylon ou téflon. Ces films ou bandes plastiques présentent l'avantage d'être résistants dans une large gamme de températures et à de nombreux produits chimiques, notamment à beaucoup d'acides. De plus, ils présentent l'avantage d'adhérer facilement et so- lidement a certains films métalliques, notamment au cuivre utilisé généralement pour réaliser les conducteurs électriques. Les languettes de connexion peuvent donc être formées sur les bandes souples isolantes, de façon connue, par dépôt par évaporation sous vide ou par voie chimique. Avantageusement, le cristal et les conducteurs de liaison entre les régions actives dudit cristal et les languettes de connexion sont au moins partiellement recouverts d'une couche de laque avant mise en place du film mince de protection. Dans ces conditions, la mise en place de l'enVeloppe ne peut provoquer aucune détérioration des conducteurs de liaison qui sont protégés par la couche de laque. Dans une première forme de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, le cristal est fixé par soudure de l'une de ses faces principales sur l'une des languettes métalliques réalisées sur la bande souple. Dans certains dispositifs semiconducteurs, la plus grande partie du cristal, outre le fait qu'elle joue le rôle de support mécanique, constitue également une région active desdits dispositifs. Dans ces conditions, le fait de souder le cristal sur une languette de la bande souple résoud déjà le problème de l'une des liaisons électriques. Dans une seconde forme de mise en oeuvre, le cristal comporte, sur une même face, des prises de contact en forme de surépaisseurs correspondant, chacune, à l'une de ses régions activés, et l'on soude, simultanément et par contact direct, chacune desdites surépaisseurs sur des languettes de connexion appropriées de la bande souple isolante-. Cette forme de mise en oeuvre présente un intérêt plus particulier dans le cas de circuits intégrés où, le nombre des régions actives étant important, l'élaboration de liaisons par-fils entre lesdites régions actives et les languettes de connexion constitue une opération longue, laborieuse et délicate. La présente invention concerne également des dispositifs obtenus par le procédé selon l'invention. En effet, la présente invention concerne un dispositif semiconducteur constitué d'au moins un cristal comportant une pluralité de régions de types de conduction appropriés mises en contact électrique avec l'extérieur par des connexions de sortie et d'une enveloppe légère et isolante protégeant ledit cristal, remarquable en ce que ladite enveloppe est constituée, d'une part, d'une bande isolante souple portant des languettes conductrices longitudinales sur laquelle on fixe le cristal et, d'autre part, d'un film mince et souple formant avec ladite bande une enceinte dans laquelle est enfermé le cristal. Dans une première forme de réalisation, le cristal est soudé, par l'une de ses régions, sur l'une des languettes constituant un contact avec ladite région, les neutres région étant reliées aux autres languettes par des fils conducteurs appropriés. Dans une seconde forme de réalisation, toutes les prises de contact des diverses régions sont situées sur une même face du cristal et forment des surépaisseurs qui sont soudées par contact direct à chacune des languettes conductrices de la bande souple. Un tel dispositif présente l'avantage d'être de réalisation aisée et rapide. Par ailleurs, compte tenu de sa légèreté, il est possible de l'utiliser dans des ensembles où les questions de poids jouent un très grand rôle, par exemple dans les ensembles à usage spatial. La description qui va suivre fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente une vue en perspective d'un dispositif obtenu par le procédé selon l'invention, selon sa première forme de mise en oeuvre. La figure lb est une coupe schématique du même dispositif. La figure 2 représente une coupe, également schématique, d'un dispositif obtenu par le procédé selon l'invention dans sa seconde forme de réalisation. Il est à noter que, sur les dessins, les dimensions sont considérablement exagérées et non proportionnées, ceci afin de rendre les figures plus claires. Les dispositifs illustrés par les figures sont des transistors, mais il va de soi que l'invention peut être utilisée dans le cas d'autres dispositifs dans la mesure où l'on modifie en conséquence la topologie des réseaux de languettes de connexion sur la bande isolante souple. Conformément aux figures la et lb, sur une bande souple 1, en MYLAR ou en KAPTON par exemple, on dépose, par des techniques classiques de métallisation et de photogravure, des languettes conductrices 2 avantageusement en cuivre. Sur la languette 2a, de largeur appropriée, on soude le transistor à enrober T1 par sa région collecteur 3. La base 4 et l'émetteur 5 du transistor T1 sont reliées à l'extérieur par des plages de contact, respectivement 6 et 7, créées à travers la couche d'oxyde 8. Ces plages de contact 6 et 7 sont alors reliées électriquement aux languettes 2b et 2c par des fils conductibles 9 et 10, le plus souvent en or, les liaisons sur lesdites plages de contact et sur lesdites languettes étant effectuées généralement par thermocompression. On recouvre alors l'ensemble d'une laque durcissable Il puis on dispose ensuite un film mince 12, en "Téflon" par exemple, que l'on soude par ses extrémités sur la bande 1 et les languettes 2. La figure 2 illustre une autre forme de mise en oeuvre du procédé. Sur une bande isolante souple 21 en "MYLAR" ou en "KAPTON", on dépose par métallisation et photogravure des languettes de connexion 22. Par ailleurs, à partir d'une même face d'un transistor T2, on réalise des prises de contact 23, 24 et 25, formant des surépaisseurs correspondant respectivement au collecteur 26, à la base 27 et à l'émetteur 28 dudit transistor T2. Le transistor T2 est alors mis en regard des languettes 22 de la bande 21 et les surépaisseurs sont soudées simultanément sur les languettes appropriées. Le transistor T2 étant fixé sur la bande 21 on le recouvre éventuellement d'une couche de laque durcissable 29 et l'on met en place ensuite, un film mince 30, en "nylon" ou en "téflon", que l'on soude sur la bande 21. Grâce au procédé-selon l'invention, il est possible de réaliser des dispositifs de très petite taille ou très légers pouvant être utilisés seuls ou dans des ensembles hybrides pour des applications où l'encombrement et le poids sont des éléments déterminants, par exemple dans le cas d'applications spatiales. Dans le cas où il n'y a pas à craindre de phénomènes de photoélectricité, on-peut utiliser un film mince et, éventuellement, une laque transparents, ce qui présente l'avantage de pouvoir effectuer un contrôle visuel du dispositif après montage. Dans le cas où les phénomènes de photoélectricité peuvent être nuisibles, on utilisera avantageusement un film mince et/ou une laque opaques. - REVENDICATIONS 1.- Procédé de réalisation de dispositifs semiconducteurs constitués d'au moins un cristal comportant une pluralité de régions de types de conduction appropriésmises en contact électrique avec l'extérieur par des connexions de sortie et d'une enveloppe légère et isolante protégeant ledit cristal, caractérisé en ce que, sur une bande isolante souple portant des languettes conductrices longitudinales, on fixe le cristal semiconducteur dont les diverses régions sont ensuite reliées électriquement auxdites languettes et en ce que l'on recouvre ltensemble d'un film plastique mince et souple que l'on fixe d'une manière étanche à IL bande isolante portant le cristal. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande souple portant les languettes est en polyester. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande souple portant les languettes est en polyimide. 4.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le film mince recouvrant le dispositif est en polyamide. 5.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film mince recouvrant le dispositif est un polyfluoréthène. 6.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cristal et les conducteurs de liaison entre les régions actives dudit cristal et les languettes de connexion sont au moins partiellement recouverts d'une couche de laque avant mise en place du film mince de protection. 7.- Dispositif semiconducteur conforme au procédé selon lten- semble des revendications 1 à 6 et constitué d'au moins un cristal comportant une pluralité de régions actives mises en contact électrique avec l'extérieur par des connexions de sortie et d'une enve loppe légère et isolante protégeant ledit cristal, caractérisé en ce que ladite enveloppe est constituée d'une part d'une bande isolante souple portant des languettes conductrices sur laquelle on fixe le cristal et, d'autre part, d'un film mince et souple formant avec ladite bande une enceinte étanche dans laquelle est enfermée le cristal. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le cristal est soudé sur l'une des languettes conductrices constituant un contact avec l'une de ses régions actives, les autres régions étant reliées aux autres languettes par des fils conducteurs appropriés. 9.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que, toutes les prises de contact des régions actives sont situées sur une même face du cristal et forment des surépaisseurs qui sont soudées par contact direct à chacune des languettes conductrices de la bande souple.