Brevet FR2561040A1 — publié le 19850913

La présente invention se rapporte à un procédé d'encapsulage de composants électroniques, par exemple des semi-conducteurs, montés sur une bande porteuse comportant une zone annulaire de maintien, au moyen d'un polymère. Du fait d'un accroissement de la densité de groupa- ge des composants électroniques, et aussi à cause des défauts rencontrés dans les composants cablés encapsulés au moyen d'un polymère et du fait des conditions requises en automa- tisation, on a développé une technique de fixation sur bande porteuse, connue en elle-même (Interconnexion automatique par bande). Normalement, dans les procédés de montage et de manipulation de composants, on utilise des composants semi- conducteurs non protégés montés sur une bande porteuse. Les composants non protégés sont soumis aux effets de l'environne- ment et à des dommages mécaniques en relation avec la manipu- lation des composants ou des produits contenant les compo- sants. C'est pourquoi, il est nécessaire d'encapsuler les composants semi-conducteurs sur la bande, afin de pouvoir uti- liser la bande et les composants dans des machines automati- ques, de la même façon que des composants non encapsulés. Dans les procédés connus de protection de composants sur bande porteuse, on protège seulement la face de l'élément semi-conducteur, comme décrit par exemple dans la publication GB-A-2 009 504 (H 01 L 21/94), ou bien on protège l'élément semi-conducteur et les conducteurs partant de celui-ci, de sorte que le composant est difficile à manipuler dans des machines de montage automatique. La présente invention a pour objet un procédé plus pratique d'encapsulage de composants montés sur une bande. L'invention est basée sur l'idée que chaque compo- sant et les conducteurs partant de ce composant sont proté- gés, au moyen du polymère d'encapsulage, jusqu'à une distance désirée du composant. Suivant ce procédé, le polymère est étaie par un dispositif distributeur, sur le composant semi- conducteur. L'étalement du polymère d'encapsulage au-delà Z561040 de la zone désirée est empêché par utilisation d'agents qui réduisent l'énergie de surface,et d'une bande d'encapsulage. Dans le procédé conforme à la présente invention, l'étalement du polymère d'encapsulage est limité de façon prédéterminée. Les composants encapsulés conformément à l'in- vention sont faciles à manipuler, car le polymère d'encapsu- lage ne contamine pas la zone de maintien qui sert de plan d'alignement et de manipulation, tout en protégeant cepen- dant les conducteurs qui s'étendent de cette zone vers le composant, ce qui est un grand avantage du-fait de la protec- tion ainsi apportée contre l'humidité, en particulier dans le cas de composants à haute tension. Les.composants encapsulés par ce procédé peuvent être utilisés de la même façon que des composants à connexion de surface, après pliage des conduc- teurs de raccordement du composant. L'utilisation d'un fluoropolymère à faible énergie de surface, afin de limiter l'étalement du polymère d'encap- sulage, est connue en elle-m-me, par exemple par la publica- tion SE-B-11 401 056 (H 01 L 21/56), dans laquelle on la décrit pour la protection par goutte d'un semi-conducteur raccordé par càble sur un substrat. Dans la présente invention, le grand angle de-mouillage, dû à la faible énergie de sur- face, et une bande d'encapsulage appropriée sont utilisés pour la préparation d'un encapsulage de forme et de dimension spécifiées, pour des composants sur bande porteuse avant leur raccordement à la plaque de composants. De façon plus spécifique, le procédé conforme A l'invention est caractérisé en ce que, sur la zone de maintien de chaque composant, on presse un mélange d'un solvant et d'un polymère à faible énergie de surface, sur les deux faces de la bande porteuse, ce mélange empêchant l'étalement du polymère d'encapsulage; on soumet la bande porteuse, ainsi traitée, à un soufflage d'air chaud pendant lequel le solvant s'évapore, de sorte que des films de polymère à faible énergie de surface restent sur les deux faces de la zone de maintien; on raccorde une bande d'encapsulage, qui a été mouillée avec le polymère à faible énergie de surface et séchée par trai- tement à l'air chaud, à la face inférieure de la bande por- teuse; on chauffe la bande combinée, ainsi obtenue, dans une première zone de chauffage; on étale un polymère d'en- capsulage sur la face du composant et sur une zone délimitée par la zone de maintien, au moyen d'un dispositif de distri- bution et d'étalement; on chauffe la bande combinée, ainsi obtenue, dans une deuxième zone de chauffage, afin de provo- quer le durcissement du polymère; et on détache ensuite la bande d'encapsulage de la bande porteuse qui contient mainte- nant les composants encapsulés. Le procédé conforme à l'invention permet d'éviter très efficacement la pénétration d'humidité dans le composant. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du complé- ment de description ci-après qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: - la figure la est une vue de dessus d'un composant encapsulé, - la figure lb est une coupe du composant de la figure la, suivant la ligne A-A, - la figure 2 est une coupe d'un appareil pour l'application du film de polymère limitant l'étalement du polymère d'encapsulage, - la figure 3a représente un composant encapsulé, en vue de dessus, - la figure 3b est une coupe du composant repré- senté sur la figure 3a, suivant la ligne B-B, - la figure 4 est une coupe d'un composant, à l'état final, et - la figure 5 illustre, sous la forme d'un schéma de fonctionnement, un mode de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. Il doit être bien entendu,toutefois, que ces des- sins et-les parties descriptives correspondantes, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'in- vention, dont ils ne constituent en aucune manière une limi- tation. On protège une zone 19, à l'intérieur d'une zone annulaire de maintien 2 faisant partie de la bande porteuse 6, (zone dite de bande latérale indépendante), au moyen d'un revêtement 1 de polymère d'encapsulage. Cette zone 2 contient un composant 3 à interconnexion automatique par bande et ses conducteurs de raccordement. Le procédé d'encapsulage comprend neuf opérations P1 à P9 (figure 5), décrites ci-après. OPERATION 1 On insère dans l'appareil d'encapsulage une bobine de bande porteuse ou de composants à interconnexion automa- tique par bande, on déroule la bande porteuse 6 de la bobine, on fait avancer la bande 6 et on enlève le ruban d'espacement 7. La bande porteuse 6 peut être par exemple en polyimide, polyester, ou époxy et fibres de verre. Une autre bobine 8 est placée dans l'appareil, pour fournir une bande d'encap- sulage 9. Celle-ci a pour rôle d'empêcher l'étalement du polymère sur le composant 3 et la zone annulaire de maintien 2. La bande d'encapsulage 9 est déplacée vers l'avant, en même temps que la bande porteuse 6. OPERATION 2 L'énergie de surface de la zone de maintien 2 de la bande porteuse 6 et celle de la bande d'encapsulage 9 doivent être suffisamment faibles pour que le polymère d'en- capsulage 26, 13 ne les mouille pas. Cela empêche l'étalement du polymère 26 sous et sur la zone de maintien 2. La zone de maintien 2 est "poinçonnée", du dessus et du dessous, au moyen de tampons 10,11 dont la section transversale a une configuration semblable à celle de la zone annulaire de maintien 2 (figure 2). Les tampons 10,11 pressent un film de polymère 24, 25 à faible énergie de surface, sur les deux faces de la zone de maintien 2 ( figure 2). Le polymère à absorber sur les tampons 10, 11 a été dissous dans un solvant facilement volatil. La bande d'encapsulage 9 est guidée à travers un bac 12 contenant la solution de polymère 13, de sorte que la bande 9 reçoit un revêtement de polymère. En variante, on peut utiliser une bande dont l'énergie de sur- face est suffisamment faible et dans ce cas, la bande n'a pas besoin d'être revêtue. OPERATION 3 La bande porteuse 6 et la bande d'encapsulage pas- sent dans un dispositif 14, 15 de soufflage d'air chaud. Dans ce dispositif, le solvant du polymère utilisé dans l'opéra- tion précédente est évaporé. Le dispositif de soufflage 14, 15 chasse également les particules détachées, éventuellement présentes sur le composant semi-conducteur 3. OPERATION 4 La bande d'encapsulage 9 est guidée sous la bande porteuse 6, de sorte qu'elle est pressée régulièrement-contre la base de l'élément semi-conducteur 3. La bande d.'encap- sulage 9 empêche l'écoulement du polymère d'encapsulage 26 à un niveau inférieur à celui de la face inférieure de l'élément semi-conducteur 3 (figure 3b). OPERATION 5 La bande d'encapsulage 9 et la bande porteuse 6 placée au-dessus sont chauffées dans une première zone de four 16. Le polymère d'encapsulage 26 mouille mieux la face du composant 3, lorsqu'il est chaud. OPERATION 6 Le polymère d'encapsulage 26, par exemple époxy, polyuréthane ou silicium, est étalé d'abord sur la face de l'élément semi-conducteur 3, puis sur la zone 19 à l'intérieur de la zone annulaire de maintien. Le dosage du polymère 26 est effectué au moyen d'un distributeur 17 et son étalement est obtenu par déplacement de l'ajutage de distribution 18 par rapport à la zone à protéger. Certaines substances d'en- capsulage nécessitent un préchauffage, pour s'étaler plus régulièrement sur la face à protéger. La viscosité du poly- mère d'encapsulage est réduite et son aptitude au mouillage est augmentée si on chauffe l'ajutage de distribution 18 ou le récipient de polymère (non représenté). OPERATION 7 Le polymère d'encapsulage 26 est durci dans la deuxième zone de four 20. OPERATION 8 On retire la bande d'encapsulage 9 du dessous des composants encapsulés à interconnexion automatique par bande, montés sur la bande porteuse 6, et on l'enroule sur une bobine 21. A ce stade, si nécessaire, on utilise un soufflage d'air chaud 22 pour chauffer la bande d'encapsulage 9. Ce chauffage ramollit la bande 9, de sorte qu'elle se détache plus facilement des composants encapsulés 3. OPERATION 9 La bande porteuse 6, comportant les composants en- capsulés 3, et le ruban d'espacement 7 sont repris sur une bobine 23, l'un au-dessus de l'autre. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'inven- tion ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise en oeuvre qui viennent d'être décrits de façon explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière sans s'écarter du cadre, ni de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Procédé d'encapsulage de composants électroniques (3), par exemple des composants semi-conducteurs, montés sur une bande porteuse (6) comportant une zone annulaire de maintien (2), au moyen d'un polymère (26), caractérisé en ce que: sur la zone de maintien (2) de chaque composant (3) , on presse un mélange d'un solvant et d'un polymère à faible énergie de surface, sur les deux faces de la bande porteuse (6), ce mélange empêchant l'étalement du polymère d'encapsu- lage (26); on expose la bande porteuse (6), ainsi traitée, à un soufflage d'air chaud (14) pendant lequel le solvant s'éva- pore, de sorte que des films de polymère (24,25) à faible énergie de surface restent sur les deux faces de la zone de maintien (2); on applique une bande d'encapsulage (9), gui a été mouillée avec un polymère (13) à faible énergie de surface et séchée par traitement à l'air chaud (15), à la face inférieure de la bande porteuse (6); on chauffe la bande combinée (6,9), ainsi obtenue, dans une première zone de chauffage (16); on étale un polymère d'encapsulage (26) sur la face du composant (3) et sur une zone (19) délimitée par la zone de maintien (2), au moyen d'un dispositif de distribution et d'étalement (17,18); on chauffe la bande combinée (6,9), ainsi obtenue, dans une deuxième zone de chauffage (20), afin de provoquer le durcissement du polymère (26,13); et on détache ensuite la bande d'encapsulage (9) de la bande porteuse (6) qui contient maintenant les compo- sants encapsulés (3). 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un soufflage d'air chaud (22) pour déta- cher la bande d'encapsulage (9). 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le pressage des films de polymère (24,25) sur la zone de maintien (2) de chaque composant (3) est effectué au moyen de tampons (10,11) de même configuration que la zone de maintien (2) et qui pressent celle-ci sur ses deux faces. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la bande d'encapsulage (9) est mouillée par passage dans un bac (12) de polymère. 5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la bande porteuse (6) et la bande d'encapsulage (9) sont combinées l'une à l'autre par guidage de la bande d'encapsulage (9) sous la bande porteuse (6) de façon à ce que la bande d'encapsulage soit pressée régulièrement contre la partie inférieure de l'élément semi-conducteur (3). 6. Procédé suivant la revendication 1; caractérisé en ce qu'un film de polymère est pressé sur les conducteurs (4) qui partent de l'élément semiconducteur (3), au moyen d'un tampon (10,11) de forme désirée. 7. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le solvant est un solvant organique.