Brevet FR2601842A1 — publié le 19880122

- 1 La présente invention a trait en général à un appareil et un procédé pour expanser des puces électroniques sous vide ou par dépression, notamment des puces du genre utilisé dans des circuits électroniques. Plus particulièrement, l'invention concerne des puces quadrillées com5 portant plusieurs dispositifs à semi-conducteurs électroniques que l'on fixe sur un élément souple monté sur une armature. Celle-ci est conçue de façon à pouvoir être montée de manière amovible sur une console de montage pourvue d'une gorge périphérique dans laquelle on peut produire une dépression afin de permettre à une matière souple appliquée contre 10 le support d'être aspirée dans ladite gorge, ce qui produit l'expansion de la matière souple et par conséquent de la puce quadrillée formée par les dispositifs électroniques à semi-conducteurs qui en sont solidaires. On sait que l'on trouve facilement, de nos jours, des appareils conçus pour examiner des puces électroniques. On connaît également des appareils destinés à dilater ou expanser des puces par l'usage d'éléments placés l'un contre l'autre et entre lesquels on dispose les puces. Dans ce cas, un élément en butée vient s'appliquer physiquement contre un élément opposé, afin de produire l'expansion des puces. De même, cette expansion n'a guère tendance à être uniforme en raison des sollicitations 20 extérieures qui s'exercent par frottement sur les surfaces de l'élément en matière souple pendant le déroulement de l'opération qui détermine l'expansion des puces. Par conséquent, il existe une sérieuse demande pour un appareil et un procédé à la fois efficaces, économiques, de construction simple 25 et que l'on peut facilement mettre en oeuvre, pour le montage sur un appareil facilement accessible de vérification et de traitement de puces, et qui conviennent pour assurer l'expansion efficace et uniforme de plusieurs dispositifs semi-conducteurs électroniques. En outre, l'appareil et le procédé pour la dilatation sous vide de puces suivant la présente 30 invention sont basés sur une combinaison,simple à réaliser de composants peu coûteux, facilement disponibles et pouvant être fabriqués rapidement, tout en étant d'un excellent rendement dans la fonction qui consiste à expanser efficacement des puces aux fins de vérification et de traitement. L'un des buts de la présente invention consiste à prévoir un appareil et un procédé pour expanser des puces sous vide ou par dépression, en particulier pour l'expansion de puces quadrillées comportant plusieurs dispositifs semi-conducteurs aux fins de vérification et de traitement. Un autre but de l'invention consiste à prévoir un appareil et un 260 1842 - 2 procédé pour expanser des puces, l'appareil étant conçu pour être utilisé par fixation amovible sur une console ou support de montage qui peut 9tre raccordé à une source de dépression pour produire l'expansion des puces précitées. En outre, la présente invention a pour but de prévoir un appareil et un procédé pour l'expansion de puces, l'appareil étant destiné à être monté sur un équipement de vérification et de traitement de puces d'un type couramment disponible dans le commerce. De plus, la présente invention a pour objet de prévoir un appareil 10 et un procédé pour l'expansion de puces, cet appareil pouvant être assemblé de façon économique sous forme compacte à partir d'un nombre réduit de composants et que l'on peut accoupler, en service réel, à un équipement facilement accessible pour la vérification et le traitement de puces. Par ailleurs, la présente invention a pour but de prévoir un ap15 pareil et un procédé pour l'expansion de puces, l'appareil pouvant être aisément monté sur une console ou support de façon à pouvoir être réglé de manière incrémentielle lorsque plusieurs-dispositifs semi-conducteurs électroniques sont en cours de vérification et de traitement sur cette console. Enfin, l'invention a pour objet de réaliser les buts exposés cidessus grace à un appareil et un procédé qui utilisent des composants qui sont à la fois de nature à assurer une construction simple, de longue durée, résistante, économique, et efficaces à l'usage. Ces différents buts, objets, caractéristiques et avantages de l'in25 vention ressortiront davantage à la lecture de la description plus détaillée qui suit et se réfère au dessin annexé, sur lequel: La FIGURE 1 est une vue en perspective d'un appareil support de puce, de type classique, qui sert plus précisément à maintenir une puce en place sur un appareil de vérification et de traitement de puces élec30 troniques; La FIGURE 2 est une vue en élévation latérale de l'appareil de la Figure 1; La FIGURE 3 est une vue en plan de l'appareil pour expanser les puces suivant l'invention, o un tuyau souple de dépression est relié à 35 un organe de montage; La FIGURE 4 est une coupe transversale faite suivant la ligne 4-4 de la Figure 3, qui montre la façon dont s'effectue la fixation de l'appareil porte-puce sur l'organe de montage y associé dans l'appareil d'expansion par dépression suivant l'invention; 260 1 k42 -3 La FIGURE 5 est également une coupe transversale faite suivant la ligne 5-5 de la Figure 3, afin de montrer la façon dont un élément souple porteur de plusieurs dispositifs électroniques à semi-conducteurs est placé initialement sur l'organe de montage correspondant de l'appa5 reil d'expansion de puces par dépression suivant la présente invention; La FIGURE 6 est aussi une coupe transversale faite suivant la ligne 6-6 de la Figure 3, afin de montrer la façon dont l'organe souple est attiré dans une gorge correspondante prévue dans l'organe de montage; La FIGURE 7 est une vue en perspective montrant la façon dont un 10 outil de prélèvement soulève au moins un dispositif électronique à semiconducteurs au-dessus de la surface de l'élément souple y associé; La FIGURE 8 est une vue en coupe transversale partielle faite suivant la ligne 8-8 de la Figure 3, afin de montrer la liaison prévue entre une vis de réglage et l'organe de montage y associé; La FIGURE 9 est une autre vue en coupe transversale partielle du coin supérieur de l'organe de montage de la Figure 8, afin de mieux montrer comment la vis de réglage est reliée à cet organe de montage, et La FIGURE 10 est une vue de face et en perspective montrant un équipement de vérification et de traitement de puces qui convient pour 20 recevoir l'appareil d'expansion de puces par dépression suivant la présente invention. On a représenté en perspective sur la Figure 1 un support classique pour puce, désigné dans son ensemble par le chiffre de référence 1. Ce support comprend en substance une armature ou console 3, un élément 25 souple 5 et une puce quadrillée sur laquelle sont fixés plusieurs dispositifs 7 à semi-conducteurs. L'armature 3 a de préférence une forme annulaire, de façon qu'elle puisse recouvrir la périphérie de l'élément souple 5. De même, l'armature 3 présente au moins une partie encochée 9, qui permet le centrage de cette pièce grâce à un ou deux ergots 12 30 solidaires d'une partie supérieure 14 d'un support de montage 16 (voir notamment la Figure 3). Sur la Figure 2, le support de puces 1 est représenté en élévation latérale afin de mieux montrer les positions respectives et relatives d'assemblage de l'armature 3, de l'élément souple et de la puce quadrillée qui comporte plusieurs dispositifs électroni35 ques 7 à semi-conducteurs. Comme le montre la Figure 3, le support de puces 1 est monté sur la partie supérieure 14 de la console de montage 16, les encoches 9, 10 de l'armature 3 venant buter contre les ergots 12 de cette console de montage 16. Comme l'indique également la Figure 3, l'extrémité d'un tuyau -4 souple 18 s'ajuste étroitement sur un embout 20 qui présente à cet effet plusieurs parties tronconiques 22 destinées à retenir cette extrémité, l'embout 20 se vissant sur la partie supérieure 14 de la console de montage 16. Entre l'embout 20 et la console de montage 16 est interposée sans jeu une rondelle d'étanchéité 23 qui s'ajuste étroitement de façon à interdire toute fuite lorsque le support de puces 1 est utilisé. Le tuyau souple 18 est relié à une source de dépression ou de vide (non représentée). La partie supérieure 14 de la console de montage 16 présente une 10 gorge périphérique 25 pour permettre d'y créer une dépression lorsque le support de puces 1 est utilisé, ainsi qu'il sera décrit plus loin. Pour obtenir une dépression ou un vide suffisant, un orifice 28 traverse ladite partie supérieure 14 dans un point différent, ce qui permet, s'il y a lieu, d'y fixer un embout supplémentaire (non représenté). Lorsque 15 cet orifice 28 n'est pas utilisé, on l'obture simplement avec un boulon muni d'un joint, afin de maintenir la dépression produite dans la gorge 25. Comme le montre au mieux la Figure 4, la partie supérieure 14 s'ajuste sur la console de montage 16. Pour cela, ladite partie supérieu20 re 14 comporte une jupe 17 orientée vers le bas et qui s'ajuste dans la surface cylindrique interne 19 de la console de montage 16. Ainsi que le montre également la Figure 4, la gorge 25 est placée sous l'élément souple 5 du support de puces à expansion 1. Une vis de réglage 27 qui fait partie intégrante de la console de montage 16 sert à régler la position 25 de la partie supérieure 14 par rapport à la console de montage (voir également les Figures 8 et 9). Sur les Figures 5 et 6 on voit des coupes transversales faites suivant les lignes respectivement 5-5 et 6-6 de la Figure 3, afin de montrer le mode d'utilisation du dispositif à expansion 1 pour puces. Sur la 30 Figure 5, le support de puces 1 n'est pas utilisé; il est simplement monté sur la partie supérieure 14 de la console de montage 16. Dans ce cas, l'élément souple 5 appuie simplement sur le dessus de la gorge 25. Sur la Figure 6, en revanche, une dépression a été créée dans la gorge 25, ce qui a pour conséquence d'aspirer l'élément souple 5 dans cette gorge 35 25. Le fait que l'élément souple 5 soit ainsi aspiré dans la gorge 25 produit une expansion de cet élément 5 et, par conséquent, de la puce quadrillée sur la surface extérieure de laquelle sont fixés plusieurs dispositifs électroniques 7 à semi-conducteurs, ce qui sépare légèrement ces dispositifs les uns des autres. Pour réduire au minimum le frottement -- 5 -créé entre l'élément souple 5 et la partie supérieure 14, celle-ci présente un chanfrein 32 sur les bords de la gorge 25. Dans cet état d'expansion, les dispositifs électroniques 7 à semiconducteurs peuvent être vérifiés et traités. Ces dispositifs électroni5 ques 7 sont détachés les uns des autres lorsque l'élément souple 5 est mis en expansion, ce qui ménage des intervalles 33 entre leurs bords adjacents. Lorsqu'ils sont ainsi séparés, ces dispositifs électroniques 7 peuvent être prélevés individuellement en utilisant par exemple un outil approprié 35 (Figure 7). L'outil de prélèvement 35 représenté sur cette Figure 7 peut fonctionner par dépression ou par tout autre moyen analogue. Comme le montre la Figure 7, de même que la Figure 5, les multiples dispositifs électroniques 7 à semi-conducteurs ont été initialement gravés ou sciés, puis détachés les uns des autres, afin de faciliter la formation des intervalles 33 entre ces dispositifs lors de l'expansion. Sur la Figure 8 on a représenté une coupe transversale sur laquelle une vis de réglage 27 est montée sur la partie supérieure 14 de façon à permettre le réglage précis de la position de cette partie 14 par rapport à la console de montage 16. Dans ce cas, le réglage s'effectue de manière à pouvoir agir sur la relation X-Y entre la partie supérieure 14 20 et la console de montage 16 aux fins de vérification des multiples dispositifs électroniques 7 à semi-conducteurs ainsi mis en état d'expansion. Comme le montre en outre la Figure 8, la vis de réglage 27 est montée sur ladite partie supérieure 14 par l'intermédiaire d'une pièce 38, de préférence amovible, laquelle présente une ouvezture 40 qui la traverse de part 25 en part et reçoit la tige de la vis 27. La console de montage 16 présente pour sa part un trou 42 destiné à recevoir une pièce tubulaire 43 munie d'un taraudage 45 dans lequel s'engage la partie filetée 47 de la tige de la vis 27. Sur la Figure 9, on voit que, quand la vis de réglage 27 est mise 30 en place et utilisée, la rotation de cette vis 27 dans un sens permet à celle-ci de s'enfoncer davantage dans le taraudage de la pièce tubulaire 43; ainsi, une butée annulaire 46 (Figure 8), vient buter contre la pièce 38, ce qui produit un déplacement de la partie supérieure 14 par rapport à la console de montage 16. Comme le montre la Figure 10, l'appareil 1 pour la mise en expansion des puces par dépression peut être incorporé à un équipement de vérification et de traitement 50, par exemple du type ASM (Matériaux Semiconducteurs de Pointe) Desert 2000 ou 2000H. Cet équipement 50 de vérification et de traitement peut 8tre conçu, par exemple, pour connecter des - 6 matrices à des blocs ou faisceaux de conducteurs, ou pour prélever et placer des puces en vue de former des logiciels. Lorsqu'on utilise cet équipement à des fins de vérification, on peut monter l'appareil d'expansion 1 de façon classique sur l'équipement de vérification et de trai5 tement 50, de manière que, quand les dispositifs électroniques 7 à semiconducteurs sont soumis à l'expansion, ces dispositifs 7 puissent être "reconnus ou identifiés optiquement" en utilisant au moins un moniteur de télévision 55. Lorsque les dispositifs électroniques 7 à semi-conducteurs subissent cette "identification optique", on peut mettre en oeuvre 10 un processus de détection des défauts des puces dans l'ensemble des dispositifs électroniques 7 à semi-conducteurs. on peut contr8ler des défauts dans des zones de puces telles que des secteurs d'angle, latéraux et centraux. La matière souple 5 sera composée de préférence de film mylar ou 15 matériau similaire. En outre, l'armature ou console 3 sera réalisée de préférence en matière plastique ou métal, par exemple en acier inoxydable ou similaire. De m9me, la partie supérieure 14, la console de montage 16 ainsi que les composants y associés et décrits plus haut seront réalisés de préférence en matière plastique dure ou en métal, par exemple en alu20 minium ou acier inoxydable. Bien entendu, diverses modifications et variantes pourront être apportées au mode préféré de réalisation de l'invention décrit et représenté, sans s'écarter cependant des principes de base de l'invention, ainsi qu'il appara tra clairement à tout spécialiste dans l'art. -7 RE VEND I CA T I 0 NS 1. Appareil expanseur par dépression pour puces électroniques. destiné à 9tre monté sur un équipement de vérification et de traitement de puces électroniques, du type comportant plusieurs dispositifs électro5 niques (7) à semi-conducteurs, du genre utilisé dans les circuits électroniques, caractérisé par le fait qu'il comprend: a) un élément souple (5) destiné à recevoir sur sa surface lesdits plusieurs dispositifs électroniques (7) à semi-conducteurs; b) une armature (3) sur laquelle on fixe l'élément souple (5) 10 précité et qui comporte au moins une encoche (9, 10) destinée à venir buter contre un ergot (12); c) une console de montage (16) qui présente une partie supérieure (14) destinée à recevoir l'armature précitée (3), cette partie supérieure (14) étant pourvue d'une gorge périphérique (25) pouvant re15 cevoir une partie dudit élément souple (5), et d) un moyen pour produire une dépression, relié à ladite partie supérieure (14) de la console de montage (16), afin de produire une dépression dans ladite gorge (25). 2. Appareil expanseur pour puces électroniques par dépression se20 lon la Revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen de réglage (27) relié à ladite console de montage (16) afin de permettre le réglage de la position de ladite partie supérieure (14) par rapport à ladite console (16). 3. Appareil expanseur de puces électroniques par dépression selon 25 la Revendication 2, caractérisé par le fait que les puces sont divisées en dispositifs électroniques distincts (7). 4. Appareil expanseur pour puces électroniques par dépression selon la Revendication 3, caractérisé par le fait que ledit élément souple (5) est réalisé en film mylar. 5. Appareil expanseur de puces électroniques par dépression selon la Revendication 4, caractérisé par le fait que ladite armature (3) a une forme sensiblement annulaire. 6. Appareil expanseur pour puces électroniques par dépression selon la Revendication 5, caractérisé par le fait que le moyen prévu pour 35 produire une dépression est relié à ladite partie supérieure (14) de la console de montage (16) par un organe tubulaire (18) qui s'ajuste sur un embout (20) qui est fixé à demeure à ladite partie supérieure (14) de la console de montage (16). 7. Appareil expanseur pour puces électroniques par dépression selon 26018'42 -8 la Revendication 6, caractérisé par le fait que ledit moyen de réglage comprend une vis de réglage (27) qui coopère conjointement avec la console de montage (16) et avec ladite partie supérieure (14) de cette console. 8. Appareil expanseur pour puces électroniques par dépression selon la Revendication 7, caractérisé par le fait que ladite armature (3) est réalisée en métal souple. 9. Appareil expanseur pour puces électroniques-par dépression selon la Revendication 8, caractérisé par le fait que ladite armature (3) 10 est réalisée en aluminium. 10. Appareil expanseur pour puces électroniques par dépression selon la Revendication 7, caractérisé par le fait que ladite console de montage (16) est réalisée en un métal choisi parmi le groupe comprenant l'aluminium et l'acier inoxydable. 11. Appareil expanseur pour puces électroniques par dépression selon la Revendication 7, caractérisé par le fait que ladite console de montage (16) est réalisée en matière plastique dure. 12. Procédé pour effectuer l'expansion de plusieurs puces électroniques par dépression selon la Revendication 1, caractérisé par le fait 20 qu'il comprend les phases qui consistent: a) à fixer au moins une puce (7) sur un élément (5) en matériau souple; b) à briser cette puce (7) en plusieurs dispositifs électroniques à semi-conducteurs; c) à inciser cette puce; d) à appliquer ledit élément (5) en matériau souple contre une armature (3); e) à monter cette armature (3) sur une console de montage (16) comportant une partie supérieure réglable (14); f) à monter cette console de montage (16) sur un équipement - (50) conçu pour vérifier et traiter des puces; g) à actionner un moyen propre à produire une dépression afin d'entretenir une dépression dans ladite console de montage (16); h) à engendrer une dépression sous ledit élément en matériau 35 souple (5); i) à soumettre ainsi ledit élément en matériau souple (5) à une expansion; j) à produire simultanément l'expansion des multiples dispositifs électroniques (7) à semi-conducteurs. - 9 13. Procédé d'expansion de plusieurs puces électroniques (7) selon la Revendication 12, caractérisé en outre par la phase qui consiste à effectuer le contrôle optique des dispositifs électroniques (7) à semiconducteurs afin de déceler d'éventuels défauts de ceux-ci, à l'aide d'un moniteur de télévision (55) relié audit équipement (50) conçu pour vérifier et traiter les puces. 14. Procédé d'expansion de plusieurs puces électroniques (7) selon la Revendication 12, caractérisé par le fait qu'il comprend également la phase qui consiste à prélever au moins une puce en vue d'un trai10 tement ultérieur.