Brevet FR2490917A1 — publié le 19820326

L'invention concerne un bottier de circuit électrique avec au moins une matrice munie d'un circuit intégré couplé par des conducteurs à un circuit imprimé a bornes pour le branchement extérieur. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel bottier. Dans beaucoup de cas, il est intéressant de réaliser un bottier particulièrement mince pour un circuit électrique. Toutefois, si l'épaisseur totale du bottier est inférieure â 1 mm, on a des difficultés pour fabriquer un circuit assez mince. Comme la matrice munie du circuit intégré doit être branchée sur le circuit imprimé à l'aide de conducteurs extrêmement minces, la réalisation de contacts appropriés entre les conducteurs et la matrice, d'une part, et entre les conducteurs et le circuit imprimé d'autre part, pose des problèmes technologiques importants. En outre, pour encapsuler la matrice et les conducteurs fins avec un composant de moulage approprié, rer.ror#,rre des difficultés importantes. Même le choix d'une pression correcte pour l'introduction du composé de moulage dans le moule et le choix de la température posent des problèmes. De nombreux composés de moulage ne garantissent pas le branchement mécanique suffisant sur le circuit imprimé. L'experience montre également que les conducteurs minces qui n'ont qu'une résistance mécanique minimale, sont souvent endommagés par 'introduction du composé de moulage dans le moule. Toutefois, un problème particulièrement grave est celui d'un bottier formé d'un circuit imprimé et d'une couche de composé de moulage utilise' pour encapsuler la matrice et qui a une épaisseur d'un mm, car cette pièce s'avère pratiquement toujours comme inutilisable d'elle-mtme comme matrice, le circuit intégré subissant des fissures par la déformation du boitier. Cela strient de ce que normalement le composé de moulage subit des retraits relativement importants au durcissement et/ou au refroidissement déformant l'ensemble du bottier. Pour remédier à de telles difficultés, les tentatives ont déa été faites pour utiliser un composé de moulage ne provoquant pas cette déformation grave du bottier Toutefois, cette solution a deux inconvénients : en premier lieu le composé de moulage n'est pas facilement disponible et dans teus les cas il est relativement coûteux ; en second lieu, l'expérienee montre que ce composé de moulage donne peut-ttre une stabilité dimensionnelle suffisante, mais ne permet pas une fixation mécanique appropriée sur le circuit imprimé. On peut également envisager, et cela a déjà été essayé, d'éviter les déformations gênantes du bottier en introduisant un cadre de renforcement. Toutefois, cela entratne des dépenses de production et des coûts importants, et n'aboutit pas au bottier extrtmement mince que l'on recherche. La présente invention a pour but de créer un bottier qui sera décrit plus en détail ultérieurement et qui, à l'état assemblé, est extrêmement mince, et dont l'épaisseur totale ne dépasse pas i mm. Ce bottier doit également être d'une fabrication particulièrement peu coûteuse, et très fiable. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel bottier, procédé qui doit être particulièrement efficace, c'est-à-dire avec un minimum de pièces au rebut. Les caractéristiques inventives suivantes résolvent le problème posé : la matrice portant le circuit intégré et les conducteurs fixés st placée dans une couche mince de composé de moulage compatible avec les éléments MOS, cette couche ayant une- ôpaisseur approximativement égale à 0,5 mm, et un circuit imprimé d'une épaisseur d'environ 0,2 mm est placé de chaque coté de la couche sur le composé de moulage. L épaisseur idéale de la couche de composé de moulage est apprqimativement égale à 0,4 mm. Une matière epoxy habituelle, qui fixe solidement le circuit imprimé, telle qu'elle est utilisée dans la fabrication de circuits intégrés, est particulièrement avantageuse pour le bottier de l'invention. De plus, pour obtenir le meilleur avantage, seul l'un des deux circuits imprimés placés de chaque cbté du composé de moulage présente des chemins électriques actifs, et l'autre a les mêmes caractéristiques mécaniques que le circuit imprimé. Le boîtier selon l'invention présente l'avantage essentiel d'être extrêmement mince; on peut fabriquer des bottiers dont l'ôpaisseur totale est inférieure à 1 mm. Un avantage# particulier est que, comme composé de moulage, on peut utiliser un matériau habituel donnant une liaison mécanique très bonne, avec les éléments MOS. L'invention repose sur la possibilité de résoudre le problème déterminant de la déformation en réalisant l'ensemble du boîtier sous la forme d'un sandwich, ctest-à-dire en plaçant un circuit imprimé de chaque côté du composé de moulage. C'est pourquoi, selon la caractéristique foadamentale de l'invention, on utilise un circuit imprimé passif, en plus des composants nécessaires, ce qui a' priori semblerait augmenter l'épaisseur totale du bottier, mais en fait cette caractéristique permet-de réduire l'épaisseur.En augmentant l'ôpaisseur totale du bottier, ce qui est à priori contraire au but principal de l'invention, on peut réduire l'ôpaisseur de chacune des couches, et cela de façon surprenante, bien qu'il soit prévu une couche supplémentaire l'ôpaisseur totale du bottier est ainsi extrêmement réduite. En d'autres termes, la démarche selon l'invention semble tout d'abord aller dans la mauvaise direction en ajoutant une couche uniquement passive et de ce fait fonctionnellement inutile, alors que le but de l'invention est d'arriver à une épaisseur totale minimale. Toutefois, l'explication ci-dessus montre que ce but est atteint et que le bottier selon l'invention résoud le problème de la déformation, même avec les couches uniques, d'épaisseur minimale. Un procédé particulièrement approprié pour fabriquer le bottier selon l'invention est caractérisé en ce que partant la répartition qui se compose de la matrice munie du circuit intégré et du premier circuit imprimé, branché par des conducteurs, on introduit un second circuit imprimé dans le moule, ce second circuit ayant au moins les mimes caractéristiques mécaniques que le premier circuit imprimé, l'introduction se faisant de façon que la matrice soit prise en sandwich entre les deux circuits imprimés, et qu'en outre un composé de moulage, habituel, soit introduit entre les deux circuits imprimés, on laisse durcir la matrice à une tempéra tureprédéterminée et une durée prédéterminée. On utilise de préférence une matière plastique epoxy habituelle connue dans la technique MOS. il s'est avéré avantageux pour éviter de surcharger les minces conducteurs entre la matrice et le circuit imprimé, d'introduire le composé de moulage dans le moule, à une pression approximativement comprise entre 5 et 6 kg /cm , et à une température approximativement comprise entre 1500 et i600C. Un autre avantage est que le composé de moulage est maintenu à une température approximativement égale à 1500C pendant une durée prédéterminée pour se durcir, cette durée correspondant approximativement à 8 heures. On peut également réaliser le bottier de façon qu'un ensemble de matrices avec les circuits imprimés, soit placé les uns à caté des autres sur un circuit imprimé. En outre les bines de connexion extérieure sont de préférence prévues seulement à une extré mité mais elles peuvent également autre aux deux. Il suffit normalement que le circuit décrit ci-dessus comme circuit imprimé passif ou encore comme autre circuit imprimé, se compose d'un produit laminé en fibre de verre muni de bandes de cuivre. Il est important que le circuit imprimé passif présente les mêmes caractéristiques que le circuit imprimé actif. Ce circuit passif sert ainsi suivant l'idée fondamentale de l'invention à compenser les tensions résultant du retrait pendant le dureissement du composé de moulage. il est à remarquer que le retrait du compo sé ne s'arrête pas nécessairement à la fin du durcissement et du refroidissement ; le circuit imprimé passif a pour but de compenser les contraintes mécaniques mame sur des périodes longues. Il y a plusieurs possibilités d'application du bottier selon l'invention. Le bottier convient particulièrement pour des dispositifs d'horlogerie. L'utilisation du bottier de l'invention permet de réaliser facilement une structure suffisamment mince. De plus, le bottier selon l'invention présente une résistance améliorée à l'amortissement. Le bottier selon l'invention peut également s'utiliser dans la fabrication de microcalculateurs on peut réaliser des microcalculateurs extrêmement minces et qui sont en mame temps résistants aux influences extérieures. Le botteir selon l'invention peut s'utiliser chaque fois qu'il faut un microcalculateur d'épaisseur très faible, comme par exemple dans le cas de microcalculateurs prévus sur un film ou une carte. L'invention sera décrite ci-après en référence à l'unique figure qui est une vue en coupe schématique d'un bottier selon l'invention. Le bottier 10 comporte une matrice Il contenant un circuit intégré. La matrice Il est couplée à un circuit imprimé 14 par les conducteurs 12, 13. Le circuit imprimé 14 présente à chaque extrémité des bornes 15, 16 assurant le branchement extérieur. Un composé de moulage 17 est prévu sur le circuit imprimé 14 pour encapsuler totalement la matrice et les conducteurs 12, 13. Du coté du bottier opposé au circuit imprimé 14 se trouve un autre circuit imprimé 18 sur le composé de moulage 17. Cet autre circuit imprimés qui est un circuit imprimé passif, a une fonction uniquement mécanique pour compenser les contraintes mécaniques, mais ce circuit i8 n'assure pas de fonction électronique. pour réaliser le bottier 10, on assemble le circuit imprimé actif 14 et le circuit imprimé passif 18 dans un module approprié, et on introduit soigneusement un composé de moulage usuel à une température senseiblement comprise entre 1500 et 1600C à une pression comprise entre environ 5 et 6 kg /cm , en veillant à ne pas endommager ou détruire les deux conducteurs 12, 13. Comme composé approprié, on peut envisager le composé "Allied Chemical 2929BIt qui est particulièrement compatible avec les composants MOS. Selon l'invention, on obtient non seulement un bottier 10 particulièrement plat et mince, mais également on peut fabriquer le bottier suivant un certain nombre de variantes non seulement carrées ou rectangulaires, mais également circulaires convenant particulièrement pour des dispositifs d'horlogerie. En outre, la répartition de ces bornes est particulièrement souple. Par exemple, pour un bottier rectangulaire, on peut prévoir des bornes d'un seul côte ou des deux. Dans le cas de bottier circulaire, les bornes peuvent être réparties de façon quelconque à la périphérie. Le bottier selon l'invention présente un certain nombre d'avantages, de fabrication en particulier ceux liés à la réalisation des connexions entre les conducteurs 12, 13 et la matrice ou les bornes 15, 16. Une autre caractéristique avantageuse est que la dissipation de chaleur est particulièrement efficace, ce qui permet au composant de travailler efficacement. Seules, de faibles quantités de matériau sont nécessaires pour la réalisation du bottier de l'invention. Cette fabrication économique constitue un autre avantage. Enfin, le botter selon l'invention est particulièrement résistant aux vibrations et aux contraintes mécaniques. Cela permet de l'utiliser même dans des conditions extérieures très strictes. REVENDICATIONS 1 ) Bottier pour circuit électrique comportant au moins une matrice munie d'un circuit intégré relié par de fins conducteurs a un circuit imprimé, et ayant des bornes pour le branchement extérieur, boîtier caractérisé en ce que la matrice (11) avec le circuit intégré et les conducteurs (12, 13) qui y sont fixés, est placée dans une couche mince (17) d'un composé de moulage compatible avec les éléments MOS, cette couche ayant une épaisseur approximativement égale à 0,5 mm et en ce qu'il est prévu un circuit imprimé (14, 18) dont l'épaisseur est apprsximativemegt égale à 0,2 mm, un tel circuit imprimé ôtant placé de chaque côté de la couche (17) du composé de moulage. 20) Bottier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche (17) de composé de moulage a une épaisseur approximativement égale à 0,4 mm. 30) Bottier selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composé de moulage est une matière epoxy habituelle utilisée dans la fabrication de circuits intégrés,cette matière se fixant solidement aux circuits imprimés (14, 18) 40) Bottier selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que les deux circuits imprimés (14, 18) sont disposés de chaque côté du composé de moulage et seul l'un des circuits imprimés (14) a des chemins électriques actifs, l'autre (18) ayant les mêmes caractéristiques mécaniques que le circuit imprimé (14). 50) Procédé de fabrication d'un bottier pour un circuit électrique comportant au moins une matrice munie d'un circuit intégré branché au circuit imprimé par de linos conducteurs, munies de bornes pour les liaisons externes porcédé caractérisé en ce qu'en plus de l'ensemble formé par la matrice- munie du circuit intégré et du prelier circuit imprimé, relié au circuit ci-dessus par des conducteurs, il est prévu un second circuit imprimé placé dans le moule, qui a au moins les mêmes caractéristiques mécaniques que le premier circuit imprimé, l'introduction étant telle que la matrice soit prise en sandwich entre les deux circuits imprimés et on introduit un composé de moulage habituel entre les deux circuits imprimés et on laisse durcir la matrice à une tem- pérature et une durée prédéterminées. 60) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on maintient une distance approximativement égale à 0,5 - 0,6 mm entre les deux circuits imprimés dans le moule. 70) Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la matière plastique epoxy habituelle est compatible avec les éléments MOS. 80) Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le composé de moulage est introduit dans le moule à une pression approximativement comprise entre 5 et 6 Kg /cm2 et à une température approximativement comprise entre 1500 et 1600C. 90) Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à'8, caractérisé en ce que le composé de moulage est maintenu à une température approximativement égale 1500 pour une période prédéterminée, en vue du durcissement. 100) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la température de durcissement est maintenue pendant une durée approximativement égale à 8 heures.