Brevet FR2674681A1 — publié le 19921002

i COMPOSANT ELECTRONIQUE ULTRAMINCE ET PROCEDE POUR SA FABRICATION La présente invention est relative à un composant électronique comportant au moins une puce à circuit intégré, ladite puce présen- tant une face avant munie d'électrodes et une face arrière, et un réseau de conducteurs lié électriquement auxdites électrodes pour former des pattes de connexion d'entrée et/ou de sortie du compo- sant. La puce constituant le composant électronique est généralement protégée par un boîtier dans lequel elle est encapsulée De ce boîtier, présentant souvent une forme rectangulaire ou carrée, sortent des pattes de connexion disposées sur deux rangées opposées, chacune disposée en ligne La disposition DIL (dual in line) pré- sente des pattes pliées à l'équerre qu'on vient introduire dans un circuit imprimé percé de trous La disposition SO (small outline) ou encore SOT (small outline transistor) présente des pattes pliées de telle façon qu'elle convient au montage dit de surface (SMD) Qu'on choisisse l'une ou l'autre des dispositions citées, la puce avec ses pattes est moulée dans de la matière plastique qui confère au compo- sant une certaine épaisseur Pour les composants les plus minces qui soient connus, par exemple le type SOT 144, cette épaisseur n'est guère inférieure à 0,85 mm. Pour certains dispositifs de petites dimensions, comme par exemple une montre-bracelet, il est souhaitable de proposer un composant moins encombrant si l'on veut réduire encore l'épaisseur hors-tout du dispositif Dans ce but, la présente invention propose un composant électronique répondant à la définition générique du premier paragraphe ci-dessus et qui est caractérisé par le fait que la face avant de la puce et au moins une portion des pattes de connexion sont recouvertes d'une feuille de protection collée pour former un composant prêt à être associé à un circuit imprimé Un tel arrangement permet, on le verra par la suite, de diminuer l'épais- seur du composant bien en-dessous des 0,85 mm obtenus à ce jour. La présente invention concerne également au moins un procédé pour fabriquer ledit composant. L'invention va être comprise maintenant à la lecture de la description suivante qui s'appuie sur le dessin montrant en exemple deux modes de réalisation préférés de l'invention ainsi que des procédés pour leur fabrication. La figure 1 montre en perspective un premier mode de réali- sation du composant électronique selon l'invention, la figure 2 illustre un procédé de fabrication en séries du composant selon la figure 1, la figure 3 montre en perspective un second mode de réali- sation du composant électronique selon l'invention, et la figure 4 illustre un procédé de fabrication en séries du composant selon la figure 3. Le composant électronique 1 montré en figure 1 comporte une puce à circuit intégré 10 Cette puce comprend une face avant 11 munie d'électrodes (non visibles sur cette figure) et une face arrière 12. Un réseau de conducteurs 3 est lié électriquement aux électrodes pour former des pattes de connexion 13 d'entrée et/ou de sortie du composant Selon l'invention et comme cela apparaît bien sur la figure 1, la face avant 11 de la puce 10 et au moins une portion des pattes 13 sont recouvertes par une feuille de protection collée 50. La colle figurée par la référence 5 est suffisamment épaisse pour remplir l'espace existant entre la face avant de la puce et le dessous de la feuille de protection. On obtient ainsi un composant ultramince et cela en faisant l'économie d'une encapsulation totale La puce est cependant suffi- samment bien protégée pour permettre le soudage direct du composant sur circuit imprimé En ce qui concerne l'épaisseur du composant, il ne dépassera pas 500 pm Cette dimension est atteinte par exemple avec une puce présentant une épaisseur de 225 pm, une épaisseur de pattes de 50 pm et une épaisseur de feuille de protection de 150 pm, l'épaisseur de colle s'ajoutant à ces dimensions La feuille de protection peut être réalisée en polyimide, en polyester ou encore en verre époxy La colle utilisée peut être du type Pyralux (marque déposée) de la Société Dupont de Nemours Cette colle peut être appliquée sur la face avant de la puce et sur les pattes En va- riante, on peut fournir une feuille de protection déjà enduite de colle Au moment du collage de la feuille qui se fait de préférence sous pression, on chauffe le tout à une température d'environ 120 degrés ce qui, d'une part, rend la colle plus liquide et lui permet de bien pénétrer dans les espaces à remplir et, d'autre part, permet la polymérisation de ladite colle. On va décrire maintenant un procédé de fabrication en séries du composant électronique montré en figure 1 On se reportera pour cela à la figure 2. On commence par fournir une bande métallique 30 pourvue de perforations 23 Il s'agit par exemple d'un film normalisé 35 mm. Dans cette bande 30, on forme une pluralité de réseaux 3 de conduc- teurs disposés les uns à côté des autres dans le sens de défilement de la bande La figure 2 montre, à gauche, un seul réseau 3 de conducteurs La formation de ces réseaux peut se faire soit par gravage chimique soit par étampage mécanique Comme on le voit sur la figure 2, le réseau 3 comporte des pattes de connexion 13 allon- gées perpendiculairement à la direction longitudinale de la bande Ces pattes présentent des premières extrémités libres 14 tombant au droit des électrodes (non représentées) de la puce 10 devant être liée au réseau et des secondes extrémités 15 qui restent attachées à la bande 30 Comme on le voit sur la représentation suivante de la figure 2, au réseau de conducteurs 3 on associe une puce 10 à circuit intégré par soudage des électrodes de la puce sur les premières extrémités libres 14 des pattes 13 constituant le réseau. Une fois qu'une série de puces ait été ainsi soudée, on applique la feuille isolante de protection 50 enduite de colle sur la bande ainsi préparée On s'arrange pour que la largeur de la feuille 50 soit dimensionnée de manière à ce que les secondes extrémités 15 des pattes 14 dépassent de la feuille de protection, comme on le voit à la droite de la figure 2 On sectionne ensuite de la bande métallique 30 les secondes extrémités 15 des pattes 13 selon les pointillés 6, ce qui permet le contrôle électrique du composant, ce dernier restant encore attaché à la bande par la feuille de protection 50 Enfin, on sépare le composant de la bande par sectionnement de la feuille isolante selon les pontillés 8 On obtient alors le composant 1 représenté en figure 1 On fera remarquer que le composant 1 peut être livré individuellement, la découpe 8 suivant immédiatement le contrôle électrique ou livré encore attaché à la bande, la découpe 8 se faisant par l'utilisateur du composant. Le composant électronique 2 représenté à la figure 3 est un second mode d'exécution de l'invention On retrouve ici une puce à circuit intégré 10 comportant une face avant 11 munie d'électrodes 42 et une face arrière 12 Un réseau de conducteurs 4 est lié électriquement aux électrodes 42 pour former des pattes de connexion 39 d'entrée et/ou de sortie du composant Comme dans l'exécution précédente, la face avant 11 de la puce 10 et au moins une portion des pattes 39 sont recouvertes par une feuille de protection collée Dans cette seconde exécution cependant, on remarque que les pattes de connexion 39 reposent sur un cadre 51 qui présente une ouverture 37 dans laquelle est introduite la puce 10 Comme le montre la figure 3, l'épaisseur du cadre 51 est sensiblement égal à l'épaisseur de la puce 10 et la feuille de protection collée 50 recouvre également le cadre 51 Dans cette exécution aussi, la colle est suffisamment épaisse pour remplir l'espace existant entre la face avant de la puce et le dessous de la feuille de protection De manière identique, la colle va remplir les interstices se trouvant entre les pattes 39 et partiellement au moins l'interstice existant entre la puce 10 et l'ouverture 37 du cadre 51. On obtient alors un composant ultramince, plus mince que ceux existant aujourd'hui dans le commerce puisqu'on ne réalise qu'une encapsulation partielle, sur la face avant de la puce, la face arrière étant laissée libre La protection de la puce est cependant meilleure dans cette seconde exécution puisque la puce est protégée dans sa périphérie, entourée qu'elle est du cadre 51. En ce qui concerne l'épaisseur du composant terminé, on obtien- dra sensiblement les mêmes dimensions que celles atteintes pour le composant de la première forme d'exécution, l'épaisseur du cadre 51 étant de l'ordre de 225 pm La feuille de protection peut aussi être réalisée en polyimide, en polyester ou encore en verre époxy et la colle utilisée est du même type et appliquée de la même façon que la description qui en a été faite à propos du premier mode d'exécu- tion. On va décrire enfin un procédé de fabrication en séries du composant électronique montré en figure 3 On se reportera pour cela à la figure 4. On commence par fournir une bande isolante 36 pourvue de perfo- rations 23 qu'on enduit de matière adhésive 47 Dans cette bande, on pratique une série de premières ouvertures 37 dont les dimensions sont légèrement plus grandes que les dimensions périphériques de la puce 10 On associe à chaque première ouverture 37 deux secondes ouvertures 38 sensiblement rectangulaires situées chacune à proxi- mité de la première ouverture et de part et d'autre de celle-ci. Ces opérations sont visibles sur la partie gauche de la figure 4 On applique ensuite sur la matière adhésive 47 une feuille métallique 48 qu'on grave chimiquement pour obtenir la configuration montrée au début de la seconde partie de la figure 4 A la première ouverture 37 est associé un réseau 4 de conducteurs disposé de part et d'autre de ladite première ouverture et comportant des pattes de connexion 39 allongées perpendiculairement à la direction longitudinale de la bande et traversant de surcroît les secondes ouvertures 38 La figure 4 montre que les pattes 39 présentent des premières extrémi- tés libres 40 tombant au droit des électrodes (non visibles) de la puce 10 devant être liée au réseau et des secondes extrémités 41 restant attachées à la feuille métallique 48 Au réseau de conduc- teurs 4, la seconde partie de la figure 4 montre qu'on a associé une puce 10 et ceci par soudage de ses électrodes sur les premières extrémités 40 des pattes constituant le réseau Sur la bande ainsi préparée, on applique alors une feuille isolante de protection 50 enduite de colle, la largeur de cette feuille étant dimensionnée de telle façon que la portion des pattes 39 traversant les secondes ouvertures 38 dépassent de la feuille de protection 50, comme on le voit bien sur la partie de droite de la figure 4 On sectionne ensuite de la feuille métallique 48 les secondes extrémités 41 des pattes 39 selon les pointillés 7, ce qui permet le contrôle électri- que du composant, ce dernier restant encore attaché à la bande par la feuille isolante de protection 50 Enfin, on sépare le composant de la bande par sectionnement de la feuille isolante 50 et de la bande isolante sous-jacente 36 selon les pointillés 9 On obtient alors le composant 2 illustré en figure 3 o le cadre 51 provient du découpage de la bande isolante de base 36 On fera remarquer que comme à propros du composant précédent, le composant 2 pourra être livré individuellement, auquel cas la découpe 9 suivra immédiatement le contrôle électrique, ou encore attaché à la bande, l'utilisateur5 se chargeant de la découpe 9 On remarquera aussi que pour consoli- der le tout, en plus de la colle déjà utilisée, il est loisible d'utiliser une masse résineuse qui remplit l'espace entre la puce et les parois du cadre dans lequel elle est introduite, cette protec- tion supplémentaire étant connue sous le nom de potting.10 On mentionnera pour terminer que le composant selon l'invention n'est pas limité à l'utilisation d'une puce à circuit intégré comportant deux rangées de quatre pattes Ces pattes pourraient être moins nombreuses ou plus nombreuses, cela dépendant des fonctions à assurer par la puce. REVENDICATIONS 1 Composant électronique ( 1, 2) comportant au moins une puce à circuit intégré ( 10), ladite puce présentant une face avant ( 11) munie d'électrodes ( 42) et une face arrière ( 12), et un réseau ( 3, 4) de conducteurs lié électriquement auxdites électrodes pour former des pattes ( 13, 39) de connexion d'entrée et/ou de sortie du compo- sant, caractérisé par le fait que la face avant de ladite puce et au moins une portion desdites pattes de connexion sont recouvertes d'une feuille de protection collée ( 50) pour former un composant prêt à être associé à un circuit imprimé. 2 Composant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les pattes de connexion ( 39) reposent en outre sur un cadre ( 51) présentant une ouverture ( 37) dans laquelle la puce ( 10) est intro- duite, l'épaisseur que présente le cadre étant sensiblement la même que l'épaisseur que présente la puce, la feuille de protection collée ( 50) recouvrant également ledit cadre. 3 Procédé de fabrication en séries de composants électroniques ( 1) comme définis en revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte la succession des étapes suivantes: on fournit une bande métallique perforée ( 30), on forme dans cette bande une pluralité de réseaux ( 3) de conducteurs disposés les uns à côté des autres dans le sens de la bande, chaque réseau comportant des pattes de connexion ( 13) allon- gées perpendiculairement à la direction longitudinale de la bande, lesdites pattes présentant des premières extrémités libres ( 14) tombant au droit des électrodes ( 42) de la puce ( 10) devant être liée au réseau et des secondes extrémités ( 15) restant attachées à la bande, à chaque réseau de conducteurs, on associe une puce à circuit intégré ( 10) par soudage des électrodes de ladite puce sur les premières extrémités libres des pattes composant ledit réseau, on applique une feuille isolante de protection ( 50) enduite de colle sur la bande métallique ainsi préparée, la largeur de la feuille étant dimensionnée de telle façon que les secondes extré- mités ( 15) des pattes ( 13) dépassent de ladite feuille de protec- tion, on sectionne de la bande métallique ( 30) les secondes extrémités ( 15) des pattes ( 13) pour permettre le contrôle électri- que du composant, ce dernier restant encore attaché à la bande par la feuille isolante de protection, et on sépare le composant de la bande par sectionnement de la feuille isolante pour obtenir un desdits composants électroniques ( 1). 4 Procédé de fabrication en séries de composants électroniques ( 2) comme définis en revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte la succession des étapes suivantes: on fournit une bande isolante perforée ( 36) qu'on enduit de matière adhésive ( 47), on pratique dans la bande une série de premières ouvertures ( 37) dont les dimensions sont légèrement plus grandes que les dimen- sions périphériques de la puce ( 10) et, pour chaque première ouver- ture, deux secondes ouvertures ( 38) sensiblement rectangulaires situées chacune à proximité de ladite première ouverture et de part et d'autre de celle-ci, on applique une feuille métallique ( 48) sur ladite matière adhésive et on grave chimiquement ladite feuille pour associer à chaque première ouverture ( 37) un réseau ( 4) de conducteurs disposé de part et d'autre de ladite première ouverture et comportant des pattes de connexion ( 39) allongées perpendiculairement à la direc- tion longitudinale de la bande et traversant lesdites secondes ouvertures ( 38), lesdites pattes présentant des premières extrémités libres ( 40) tombant au droit des électrodes ( 42) de la puce ( 10) devant être liée au réseau et des secondes extrémités ( 41) restant attachées à la feuille ( 48), à chaque réseau ( 4) de conducteurs, on associe une puce ( 10) à circuit intégré par soudage des électrodes de ladite puce sur les premières extrémités libres ( 40) des pattes composant ledit réseau, on applique une feuille isolante de protection ( 50) enduite de colle sur la bande ainsi préparée, la largeur de la feuille étant dimensionnée de telle façon que la portion des pattes ( 39) traver- sant lesdites secondes ouvertures ( 38) dépassent de ladite feuille de protection, on sectionne de la feuille métallique ( 48) les secondes extrémités ( 41) des pattes ( 39) pour permettre le contrôle électri- que du composant, ce dernier restant encore attaché à la bande par la feuille isolante de protection ( 50), et on sépare le composant de la bande par sectionnement de la feuille isolante ( 50) et de la bande isolante sous-jacente ( 36) pour obtenir un desdits composants électroniques ( 2).