Brevet FR2699328A1 — publié le 19940617

Procédé de montage de composants à semi-conducteurs dans des boîtiers par blocage mécanique. La présente invention se rapporte à un procédé pour le mon- tage de puces à semi-conducteurs par blocage mécanique sur des sup- ports reçus dans un boîtier. Lors de la fabrication d'un circuit intégré, le composant à se- mi-conducteurs (puce) est relié à un cadre (cadre de montage) ou à un fond de boîtier Ensuite, par une opération d'assemblage communément appelée "bonding", on établit une multitude de liaisons électriques avec l'extérieur, et finalement on couvre le boîtier ou on enrobe de matière plastique le cadre de montage. Pour la liaison de la puce avec le fond de boîtier ou le cadre de montage (appelé ci-après support), on dispose de procédés connus tels que le collage, la liaison ("bonding") entectique et le soudage. Pour le collage, on applique une colle pâteuse sur le support, ou on pose une feuille de colle (préforme); ensuite, on place la puce sur la colle ou on l'enfonce dans la colle Les colles peuvent avoir des propriétés de conduction électrique ou d'isolation diélectrique Par un traitement thermique subséquent à environ 120 'C pendant environ 30 mn, on fait durcir la colle pour relier la puce au support. Lors de la liaison ("bonding") entectique, on presse la puce à une température d'environ 4000 C sur le support revêtu d'or et on la dé- place latéralement jusqu'à ce que l'entectique Si/Au relie la puce au support Le cas échéant, on peut également utiliser des préformes en or entre le support et la puce. Pour le soudage, on utilise une soudure métallique à bas point de fusion, généralement une préforme de soudure, pour fixer la puce sur le support Le cas échéant, l'utilisation d'un produit de fluxa- ge est nécessaire. Les procédés connus présentent en particulier l'inconvénient que le produit intermédiaire doit subir un traitement thermique Des coefficients de dilatation thermique différents entre le support, la puce et la couche de liaison produisent des contraintes thermomécaniques dans la puce. La présente invention a pour but de fournir un procédé per- mettant de monter une puce à semi-conducteurs sur un support et de la maintenir en position prédéterminée sans effort sur la puce. Selon l'invention, la puce est montée sur le support et main- tenue à sa position prédéterminée sans effort, uniquement par blocage mécanique. La liaison de la puce et du dispositif de blocage peut être électriquement conductrice ou diélectriquement isolante De préféren- ce, le composant à semi-conducteurs est monté sans effort dans le dis- positif de blocage Les arêtes du composant à semi-conducteurs peu- vent être avantageusement arrondies ou biseautées Le dispositif de blocage qui peut faire partie intégrante du fond de boîtier ou du cadre (cadre de montage) peut être fabriqué en métal, verre, céramique ou matière plastique De préférence, le dispositif de blocage produit un positionnement du composant à semi-conducteurs Le dispositif de blocage peut être composé de deux parties séparées assemblées après montage du composant à semi-conducteurs De préférence, l'assembla- ge du dispositif de blocage peut être supprimé sans destruction. Pour le blocage mécanique de la puce sur le support, on dé- coupe et plie d'abord le support en fonction de l'architecture de la pu- ce. La figure 1 représente à titre d'exemple une coupe verticale de la partie intéressante du cadre de montage, la référence 1 désignant la partie d'appui pour la puce et la référence 2 un élément de ressort. A l'aide d'un automate, on écarte d'abord les éléments de res- sort 2 dans le sens indiqué par les flèches sur la figure 1, et on monte la puce 3 selon la figure 2 dans le sens de la flèche Après fermeture des ressorts, la puce est bloquée et simultanément maintenue ou ajus- tée en position. La figure 3 est une vue de dessus de la partie intéressante du cadre de montage, les pastilles ou plots de liaison 4 ("bonding pads") et les branches de contact 5 étant reliées électriquement entre elles ("bonding") L'ensemble peut ensuite subir une encapsulation. Le procédé de blocage présente une série d'avantages par rap- port aux procédés connus La liaison de la puce et du support est prati- quement exempte de contraintes thermomécaniques L'utilisation de produits auxiliaires tels que colles ou préformes est superflue et il n'y a pas formation de vapeurs de solvants ou de résidus de produits de fluxage Un traitement thermique de la puce et du support n'est égale- ment pas nécessaire. Le procédé convient particulièrement pour des puces à semi- conducteurs réagissant de façon particulièrement sensible à des efforts et contraintes mécaniques dues à des variations de température, par exemple à des capteurs de pression ou des capteurs d'accélération Ce- pendant, il est également possible de monter à peu de frais à l'aide de ce procédé, en particulier à grande cadence, d'autres puces à semi- conducteurs relevant, par exemple, de la technique de télécommunica- tion. REVENDICATIONS 1 Procédé de montage de puces de semi-conducteurs sur des supports reçus dans un boîtier, caractérisé par le fait que la puce est montée et maintenue à sa position prédéterminée sur le support sans effort sur la puce, uniquement par blocage mécanique. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la liaison de la puce et du dispositif de blocage est électriquement conductrice. 3 Procédé suivant l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé par le fait que la liaison de la puce et du dispositif de bloca- ge est diélectriquement isolante. 4 Procédé suivant l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé par le fait que le composant à semi-conducteurs est monté sans effort dans le dispositif de blocage. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé par le fait que les arêtes du composant à semi- conducteurs sont arrondies ou biseautées. 6 Procédé suivant l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé par le fait que le dispositif de blocage fait partie intégrante du fond de boîtier ou du cadre (cadre de montage). 7 Procédé suivant l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé par le fait que le dispositif de blocage est fabriqué en métal, verre, céramique ou matière plastique. 8 Procédé suivant l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé par le fait que le dispositif de blocage produit un positionnement du composant à semi-conducteurs. 9 Procédé suivant l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé par le fait que le dispositif de blocage est composé de deux parties séparées assemblées après montage du composant à se- mi-conducteurs. 10 Procédé suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que l'assemblage du dispositif de blocage peut être supprimé sans des- truction.