Brevet FR2743447A1 — publié le 19970711

La présente invention concerne un procédé d'inversion de puces électroniques. De manière connue les puces électroniques sont réalisées, par exemple, dans une tranche de Silicium. Une telle tranche présente une première face dite active, et une seconde face dite inactive. Bien entendu, les puces électroniques ne sont pas utilisées directement sur leur tranche de support. Préalablement à leur emploi, la tranche est placée dans une machine de découpage qui sépare, une à une, chacune des puces. Chaque puce est ensuite placée dans un support et amenée vers une machine de pose de composants pour être disposée sur un circuit électronique approprié. II est à noter que la face active de la puce se trouve toujours placée vers le haut. Ainsi lorsque la puce est prise par la machine de pose de composants, pour être implantée sur un circuit spécifique, sa face active n'est pas en contact avec ce circuit. Cependant de nouvelles techniques d'assemblages des puces ont été récemment développées et notamment une technique dite de puce inverse ("flip chip"). Selon cette nouvelle technologie, la face active des puces doit être en contact avec le circuit qui les supporte. De ce fait avant d'implanter chaque puce (qui se présente traditionnellement en sortie de la machine de découpe avec sa face active vers le haut), il est nécessaire de la retourner. II est donc nécessaire, lorsque l'on désire utiliser cette technologie de "puce inverse", de mettre en place une machine spéciale qui retourne chacune des puces découpées. Une telle machine est onéreuse et délicate à faire fonctionner car elle doit retourner, un par un, des composants électroniques très fragiles et de très faibles dimensions. En outre en raison de la fragilité des composants à manipuler, la cadence d'une telle machine est lente. Le but de la présente invention est de créer un procédé de fabrication de puces permettant d'alimenter rapidement en continu une machine de placement à grande cadence en utilisant la technologie dite de "puce inverse", sans avoir à mettre en oeuvre de machine spécifique. Un autre but de l'invention est d'éviter au maximum la manipulation des puces. A cet effet la présente invention concerne un procédé d'inversion de puces électroniques en vue de leur emploi par une machine de placement à grande cadence, une pluralité de puces étant réalisée dans une tranche, la dite tranche présentant une première face dite active et une seconde face dite inactive, le dit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à: - placer la tranche de telle sorte que sa face active soit en contact avec la peau d'un tambour, - découper les puces à l'aide d'un moyen de découpe, le déplacement du moyen de découpe étant effectué sur la face inactive de la tranche et étant référencé par rapport à la position de chacune des puces réalisées sur la face active, - séparer les puces les unes des autres par déformation de la peau du tambour, et - alimenter la machine de placement à grande cadence directement avec les puces ayant leur face active contre la peau du tambour. Un tel procédé permet ainsi de retourner en une seule fois une pluralité de puces électroniques. En outre ce retournement est aisé puisqu'il suffit de placer la tranche à l'envers sur la machine de découpe. Avantageusement on utilise la transparence de la peau du tambour pour détecter la position de points de repère situés sur la face active de la tranche. Ces points de repère, qui sont réalisés de manière classique sur toute tranche, permettent de référencer la position de chacune des puces présente sur la face active. La détermination de la position de ces points de repère est effectuée par exemple par une caméra, placée sous la peau du tambour. Par rapport à la technique classique les coordonnées des puces ainsi déterminées sont traitées de telle sorte que l'outil de découpe se déplaçant sur la face inactive des tranches, et donc en aveugle, se positionne correctement et découpe la tranche, sans détériorer les puces ménagées sur la face active. D'autres objets caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui suit, à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus et une vue de profil montrant une tranche de type connu, - la figure 2, est une vue schématique montrant une tranche mise en place sur un tambour en vue de sa découpe, - la figure 3 est une vue schématique montrant l'étape de découpe, - la figure 4 est une vue montrant en détail l'étape de déformation du tambour, et - la figure 5 est une vue schématisant l'étape de séparation des différentes puces et l'alimentation de la machine de placement à cadence rapide. Les puces électroniques sont réalisées, de manière classique, dans une tranche Il de matériau semi-conducteur, tel que du silicium. La figure 1 montre une telle tranche 11 dans laquelle est réalisée une pluralité de puces 10. Cette tranche de silicium présente une première face 1 la, dite face active et une seconde face Il b dite inactive. De manière connue, chacune des puces réalisées dans la tranche de silicium est testée. Lorsque le dispositif de test détecte une puce défectueuse, il la repère. Le plus souvent, ce repérage est simplement constitué par un point de peinture apposé sur la puce. De manière connue ce repérage des puces défectueuses, peut également être effectué par mémorisation de leurs coordonnées (c'est à dire de leur position sur la face active). La tranche, ainsi testée et repérée, est alors placée sur un tambour. Selon l'invention, c'est la face active de la tranche qui est placée en contact avec une peau 12 de tambour 13 (figure 2). Il est à noter que dans l'art antérieur, c'était la face inactive Il b de la tranche qui était placée en contact avec la peau du tambour. Comme cela est représenté à la figure 3, un moyen de découpage, par exemple une scie 14, est utilisé pour découper le contour de chacune des puces. Le but de ce découpage est bien sûr de rendre indépendante chacune des puces. Cependant, de manière connue, le moyen de découpage 14 ne scinde pas totalement chacune des puces de celles qui l'entourent. Cette scission n'est en fait réalisée qu'à une étape ultérieure. II est à noter que le moyen de découpage se déplace sur la face inactive de la tranche, et donc ne peut effectuer le découpage par un guidage visuel direct, sur la position de chaque puce. La peau 12 de tambour utilisée est réalisée en une matière étirable, translucide. Ainsi en plaçant un moyen optique de détermination, par exemple une caméra 15, sous la peau du tambour, cette caméra peut détecter par transparence au travers de la peau du tambour, la position de chaque puce. Le guidage du moyen de découpe sur la face inactive de la tranche est effectué en fonction de la position des puces telle que repérée par la caméra sur la face active de la tranche. Une fois le découpage réalisé, le tambour muni de la tranche découpée (mais non scindée) est amené vers une machine 16 de pose de composants. Lorsque la machine de pose de composants désire prélever une puce déterminée sur le tambour, elle provoque la remontée (flèche D) d'un contre outil 20. La figure 4 montre à échelle agrandie la déformation D de la peau du tambour. La figure 5, quant à elle, schématise l'ensemble de l'étape de pose de composants. Ce contre outil 20 présente une tête plate 21, sans aspérités, dont la fonction est de déformer la peau du tambour à l'aplomb de la puce 10 à prélever. Cette déformation provoque la séparation de cette puce, de celles qui l'entourent. Un bras 17 muni d'un dispositif d'aspiration sous vide se place alors sur la face inactive de la puce à prélever et l'entraîne avec lui. La machine de pose place alors cette puce sur un circuit électronique 18 à un emplacement 19 approprié. Bien sûr la machine de placement présente à cet effet un moteur M permettant de mouvoir le bras aussi bien en rotation R, qu'en translation (flèche F). Ce moteur est commandé par un dispositif de commande (non représenté) tenant compte de la position de chaque puce et de leur état. En effet, si une puce a été détectée comme étant défectueuse, le dispositif de commande du moteur ne dirige pas le bras 17 de la machine vers cette puce. On notera qu'en appliquant le procédé d'inversion de puces selon l'invention, on retourne en une seule opération, avant découpage des puces, une pluralité de puces électroniques. On obtient ainsi un gain de temps considérable. En outre, comme le retournement d'une tranche s'avère bien moins délicat que celui de chaque puce une à une, on évite des détériorations de ces puces 10. Les moyens de positionnement et de repérage de la tranche sur le tambour 13 sont des moyens classiques. En général, il s'agit de repères visuels qui sont lus par la caméra 15 par transparence au travers de la peau 12, ou de codes barres portés par la tranche sur sa face active ou inactive. Ces codes barres donnent directement la position des puces repérées comme défectueuses. La machine de placement 16 à grande cadence utilise ces moyens optiques de positionnement et de repérage 15 pour prélever chacune des puces. Ainsi le procédé d'inversion de puces électroniques en vue de leur emploi par une machine de placement 16 à grande cadence, utilise une tranche 11 comportant une pluralité de puces 10, la dite tranche présentant une première face dite active 11a et une seconde face dite inactive llb, le dit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à: - placer la tranche 11 de telle sorte que sa face active I la soit en contact avec une peau 12 d'un tambour 13, - découper les puces 10 à l'aide d'un moyen de découpe 14, le déplacement du moyen de découpe étant effectué sur la face inactive Il b de la tranche et étant référencé par rapport à la position de chacune des puces 10 réalisées sur la face active I la, - séparer les puces 10 les unes des autres par déformation D de la peau 12 du tambour 13, et - alimenter la machine de placement 16 à grande cadence directement avec les puces 10 ayant leur face active I la en contact avec la peau 12 du tambour. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de mise en oeuvre décrit, et englobe toute variante à la portée de l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1] Procédé d'inversion de puces électroniques en vue de leur emploi par une machine (16) de placement à grande cadence, une pluralité de puces (10) étant réalisée dans une tranche (11), la dite tranche présentant une première face dite active (I la) et une seconde face dite inactive (11 b), le dit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à: - placer la tranche (11) de telle sorte que sa face active (I la) soit en contact avec une peau d'un tambour (13), - découper les puces (10) à l'aide d'un moyen de découpe (14), le déplacement du moyen de découpe étant effectué sur la face inactive (1 lb) de la tranche et étant référencé par rapport à la position de chacune des puces réalisées sur la face active (1 la), - séparer les puces les unes des autres par déformation (D) de la peau (12) du tambour (13), et - alimenter la machine de placement (16) à grande cadence directement avec les puces (10) ayant leur face active (1 la) en contact avec la peau (12) du tambour (13). 2] Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la peau du tambour est translucide et en ce que des moyens optiques (15) de détermination du positionnement de chacune des puces sont disposés sous la peau (12) du tambour. 3] Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens optiques (15) sont adaptés pour détecter les puces préalablement repérées comme défectueuses. 4] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les puces découpées adhérent par leur face active à la peau du tambour. 5] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la machine de placement (16) à grande cadence utilise les moyens optiques (15) de positionnement pour prélever chacune des puces (10).