Brevet FR2685813A1 — publié le 19930702

i La présente invention concerne d'une manière générale des procédés et des dispositifs de conditionne- ment de semiconducteurs, et elle concerne plus particu- lièrement un dispositif perfectionné d'encapsulage en matière plastique pour un cadre de conducteurs de circuit intégré, ainsi qu'un procédé pour sa préparation, qui est utilisé pour encapsuler le circuit intégré monté sur un cadre de conducteurs avec une matière plastique fon- due, de manière à produire un boîtier de circuit intégré en matière plastique typique couramment utilisé dans l'industrie. Le procédé et le dispositif suivant l'art an- térieur, pour l'encapsulage d'un cadre de conducteurs de circuit intégré afin de former un boîtier typique en matière plastique, utilisent un moule supérieur et un moule inférieur, le moule supérieur définissant une cavité pour le boîtier de circuit intégré et le moule inférieur comportant des empreintes peu profondes, dans lesquelles on place un cadre de conducteurs, et comportant une cavi- té pour le boîtier de circuit intégré On place un circuit intégré monté sur un cadre de conducteurs dans les empreintes du moule inférieur et on assemble les moules supérieur et inférieur l'un à l'autre de sorte que le cadre de conducteurs se trouve sensiblement au centre de la cavité définie par les deux moules Un ré- servoir contenant une matière plastique à l'état fondu comporte un conduit qui constitue un chemin pour l'écou- lement de la matière plastique fondue vers la cavité définie par les moules supérieur et inférieur Une source de pression oblige la matière plastique fondue à s'écou- ler à partir du réservoir, par l'intermédiaire du conduit, dans la cavité supérieure et sur le dessus du circuit intégré (puce semiconductrice) et du cadre de conducteurs. La matière plastique s'écoule de la partie supérieure à la partie inférieure du cadre de conducteurs et remplit la cavité définie par les moules supérieur et inférieur, ce qui encapsule le circuit intégré et la partie adjacen- te appropriée du cadre de conducteurs Dans le procédé et le dispositif suivant l'art antérieur, on injecte la matière plastique seulement dans la cavité supérieure et on compte sur la pression pour obliger la matière plas- tique à passer autour du circuit intégré et du cadre de conducteurs pour arriver dans la cavité inférieure Ce procédé peut entraîner la formation de poches d'air et de trous dans la matière plastique qui se trouve sous le cadre de conducteurs En outre, il faut une pression plus forte pour engendrer l'écoulement de la matière plastique de la cavité supérieure à la cavité in- férieure. Il existe donc un besoin pour un dispositif per- fectionné d'encapsulage en matière plastique d'un cadre de conducteurs de circuit intégré, qui procure un écoule- ment plus uniforme de la matière plastique autour du cadre de conducteurs, ce qui réduit le risque de poches d'air, de cavités,de pression excessive et d'autres im- perfections dans le boîtier en matière plastique fini. Un objet de la présente invention est de pro- curer un dispositif perfectionné d'encapsulage en matière plastique d'un cadre de conducteurs de circuit intégré, ainsi qu'un procédé pour sa préparation, qui assure un écoulement plus uniforme de la matière plastique autour du cadre de conducteurs, réduisant ainsi le risque d'imperfections dans l'encapsulage final en matière plas- tique. Conformément à la présente invention, on pré- pare un circuit intégré muni d'un cadre de conducteurs. On place ce cadre de conducteurs dans les empreintes ap- propriées d'un moule inférieur, puis on fixe un moule supérieur en place au- dessus du cadre de conducteurs et35 du moule inférieur Les deux moules en combinaison défi- nissent une cavité, qui a la dimension du boîtier ou encapsulage final en matière plastique, et ils définis- sent également un conduit allant d'un réservoir de ma- tière plastique fluide à la cavité Le cadre de conduc- teurs comporte un ou plusieurs trous ménagés dans ses con- ducteurs pour permettre à la matière plastique de s'é- couler plus uniformément vers les cavités (supérieure et inférieure) situées des deux côtés du cadre de conduc- teurs Une source de pression refoule la matière plasti- que à partir du réservoir, par l'intermédiaire d'un conduit, dans les deux parties supérieure et inférieure de la cavité entourant le cadre de conducteurs Un évide- ment de configuration spécialeprévu dans le moule infé- rieur, en conjonction et coopération avec un trou du cadre de conducteurs, assure un écoulement plus uniforme de la matière plastique sur les deux faces du cadre de conducteursce qui réduit la pression pour l'écoulement de la matière plastique et diminue le risque de formation de poches d'air, de cavités ou d'autres imperfections dans le boîtier final en matière plastique. Outre les dispositions qui précèdent, l'in- vention comprend encore d'autres dispositions qui res- sortiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description ci-après, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe du dispositif -conforme à la présente invention, représentant le moule supérieur, le moule inférieur, le réservoir de matière plastique, le conduit et le cadre de conducteurs à en- rober de matière plastique d'encapsulage; la figure 2 est une vue de dessus du dispositif représenté sur la figure 1, suivant la ligne 2-2, il- lustrant le moule inférieur, le réservoir de matière plastique et le cadre de conducteurs à encapsuler; la figure 3 est une vue en coupe du dispositif représenté sur la figure 1, après refoulement de la matière plastique du réservoir de matière plastique à la cavité entourant le cadre de conducteurs; et la figure 4 est une vue en perspective du cadre de conducteurs de circuit intégré pourvu de son encapsulage de matière plastique après traitement avec le dispositif conforme à la présente invention. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondan- tes sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en au- cune manière une limitation. Le dispositif conforme à la présente inven- tion met en oeuvre un procédé perfectionné pour encap- suler des cadres de conducteurs de circuit intégré dans une matière plastiquede manière à réduire le risque de formation de poches d'air, de cavités et autres imper- fections dans l'encapsulage final de matière plastique. Le fonctionnement du dispositif conforme à la présente invention sera mieux compris par référence aux figures Comme représenté sur la figure 1, ce dis- positif 10 comprend un moule supérieur 12 comportant une cavité d'encapsulage supérieure 22, un moule infé- rieur 14 comportant une cavité d'encapsulage inférieure 24, un réservoir de matière plastique 16 dans le moule inférieur 14, une source de pression 17, une poche de distribution semicirculaire dans le moule inférieur 14, un conduit 18 dans le moule supérieur 12, et un cadre de conducteurs 20 à traiter. On place le cadre de conducteurs 20 à traiter, comme représenté sur la figure 2, dans des empreintes du moule inférieur 14 (voir les figures 1 et 3) qui cor- respondent exactement à la forme du cadre de conducteurs 20 à traiter, ces empreintes ayant sensiblement une pro- fondeur égale à l'épaisseur du cadre de conducteurs 20 à traiter Le cadre de conducteurs 20 à traiter comporte un trou 27, comme représenté, qui permet à la matière plastique fondue de s'écouler du conduit 18 vers la po- che de distribution 21 (voir les figures 1 et 3) Une fois que le cadre de conducteurs 20 à traiter est correc- tement en place dans le moule inférieur 14 (voir les figures 1 et 3), on fixe le moule supérieur 12 dans la position correcte sur le dessus du moule inférieur 14, comme représenté sur la figure 1 La matière plastique fondue 25 contenue dans le réservoir 16 est ensuite pous- sée par la source de pression 17, par l'intermédiaire du conduit 18 et de la poche de distribution 21, dans la cavité de moulage supérieure 22 et dans la cavité de moulage inférieure 24 Comme indiqué par les flèches sur la figure 1, le trou 27 du cadre 20 à traiter et la po- che de distribution 21 permettent à la matière plastique de s'écouler simultanément du côté supérieur et du côté inférieur du cadre de conducteurs 20 à traiter. Cet écoulement plus uniforme nécessite moins de pression pour effectuer l'encapsulage et il réduit également le risque de formation de poches d'air, de cavités et d'autres défauts tels que des stries dans l'encapsulage final de matière plastique L'écoulement de la matière plastique se poursuit jusqu'à ce que la cavité de mou- lage supérieure 22 et la cavité de moulage inférieure 24 soient toutes deux complètement remplies, comme re- présenté sur la figure 3 Après refroidissement de la matière plastique, le cadre de conducteurs avec son nouvel encapsulage de matière plastique est retiré des moules et il apparaît comme représenté sur la figure 4, prêt pour un traitement suivant A titre illustratif, les figures représentent un cadre de conducteurs de circuit intégré comportant des conducteurs sur deux côtés On notera que cet exemple spécifique est seulement illustratif et qu'on peut utili- ser de nombreux types différents de boîtiers et de confi- gurations de circuit intégré, en association avec le dis- positif conforme à la présente invention Les moules supé- rieur et inférieur suivant la présente invention sont de préférence construits en métal, tel que l'acier inoxyda- ble, mais ils peuvent être fabriqués en d'autres matières sans sortir du cadre de la présente invention. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui viennent d' être dé- crits de façon plus explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'es- prit du technicien en la matière sans s'écarter du cadre ni de la portée de la présente invention Par exemple, le conduit 18 du dispositif conforme à la présente invention peut être défini par le moule inférieur 14, et la poche de distribution 21 peut être définie par le moule supé- rieur 12. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour l'encapsulage en matière plastique d'un cadre de conducteurs de circuit intégré ( 20) comprenant, en combinaison: un cadre de conducteurs comportant une partie de base à conducteurs métalliques qui s'étendent à par- tir de ladite partie de base, ledit cadre de conducteurs ayant au moins un trou d'écoulement ( 27) pour permettre le passage de matière plastique à l'état fondu ( 25); et une puce semiconductrice fixée à ladite partie de base dudit cadre de conducteurs et comportant des fils de jonction qui relient des parties de ladite puce semiconductrice auxdits conducteurs métalliques dudit cadre de conducteurs; caractérisé par un assemblage de moule d'encapsulage de matière plastique, comprenant un moule inférieur ( 14) qui com- porte des cavités définissant un réservoir ( 16) pour la matière plastique ( 25), une poche de distribution semi- circulaire ( 21), une cavité de moulage inférieure ( 24) et des empreintes peu profondes dans lesquelles on place ledit cadre de conducteurs de circuit intégré ( 20), et un moule supérieur ( 12) qui comporte des cavités défi- nissant un conduit ( 18) et une cavité de moulage supé- rieure ( 22), ledit moule supérieur étant conçu pour se placer correctement sur ledit moule inférieur, ledit réservoir de matière plastique étant connecté audit conduit qui communique avec ladite poche de distribution, ledit conduit communiquant avec ladite cavité supérieure, et ladite poche de distribution communiquant avec ladite cavité inférieure, de sorte que la matière plastique contenue dans ledit réservoir de matière plastique peut être dirigée, par l'intermédiaire dudit conduit et de ladite poche de distribution, à la fois dans ladite cavi- té supérieure et ladite cavité inférieure; et des moyens de pression ( 17) pour refouler la dite matière plastique dudit réservoir de matière plasti- que, par l'intermédiaire dudit conduit, dans ladite cavité supérieure et pour refouler ladite matière plas- tique dudit réservoir de matière plastique, par l'inter- médiaire dudit conduit, dudit trou d'écoulement prévu dans ledit cadre de conducteurs et de ladite poche de distribution, dans ladite cavité inférieure. 2. Dispositif suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que lesdits moyens de pression ( 17) com- prennent un plongeur du type à piston. 3. Procédé d'encapsulage d'un cadre de con- ducteurs de circuit intégré suivant la revendication 1, comprenant les étapes de: préparation d'un cadre de conducteurs de circuit intégré ( 20) qui comprend, en combinaison: un cadre de conducteurs comportant une partie de baseà conducteurs métalliques qui s'étendent à partir de ladite partie de base, ledit cadre de conducteurs ayant au moins un trou d'écoulement ( 27) pour permettre le passage de matière plastique fondue; et une puce semiconductrice fixée à ladite partie de base dudit cadre de conducteurs et comportant des fils de jonction qui relient des parties de ladite puce semiconductrice auxdits conducteurs métalliques dudit cadre de conducteurs; caractérisé en ce qu'il comprend en outre la préparation d'un assemblage de moule d'encap- sulage de matière plastique qui comprend un moule infé- rieur ( 14) qui comporte des cavités définissant un réser- voir ( 16) de matière plastique ( 25), une poche de distri- bution semicirculaire ( 21), une cavité de moulage infé- rieure ( 24) et des empreintes peu profondes dans lesquel- les on place ledit cadre de conducteurs de circuit in- tégré, et un moule supérieur ( 12) qui comporte des cavi- tés définissant un conduit ( 18) et une cavité de moulage supérieure ( 22), ledit moule supérieur pouvant être placé en position correcte sur ledit moule inférieur, ledit réservoir de matière plastique étant relié audit conduit qui communique avec ladite poche de distribution, le dit conduit communiquant avec ladite cavité supé- rieure, et ladite poche de distribution communiquant avec ladite cavité inférieure de sorte que la matière plastique contenue dans ledit réservoir de matière plas- tique peut être dirigée, par l'intermédiaire dudit conduit et de ladite poche de distribution, à la fois dans ladite cavité supérieure et ladite cavité inférieure; l'introduction de matière plastique dans ledit réservoir de matière plastique; et l'utilisation de moyens de pression ( 17) pour refouler ladite matière plastique contenue dans ledit réservoir de matière plastique, par l'intermédiaire dudit conduit, dans ladite cavité supérieure et pour refouler ladite matière plastique contenue dans ledit réservoir de matière plastique, par l'intermédiaire du dit conduit, dudit trou d'écoulement prévu dans ledit cadre de conducteurs et de ladite poche de distribution, dans ladite cavité inférieure. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de pression ( 17) comprennent un plongeur du type à piston; 5. Procédé suivant la revendication 3, com- prenant en outre les opérations de: positionnement dudit cadre de conducteurs de circuit intégré ( 20) dans lesdites empreintes peu pro- fondes dudit moule inférieur ( 14); et fixation dudit moule supérieur ( 12) en position correcte adjacente audit moule inférieur; caractérisé par l'activation des dits moyens de pression ( 17) pour refouler ladite matière plastique ( 25) contenue dans ledit réservoir de matière plastique ( 16), dans le dit conduit ( 18) et dans ladite cavité supérieure ( 22), et pour refouler ladite matière plastique dudit réser- voir de matière plastique dans ledit conduit, à tra- vers ledit trou d'écoulement ( 27) prévu dans ledit cadre de conducteurs ( 20), et dans ladite cavité inférieure ( 24).