Brevet FR2748350A1 — publié le 19971107

Les objets portatifs à circuit intégré (par exemple les cartes à puce) comportent une pastille qui incorpore le circuit intégré et des conducteurs électriques qui permettent la liaison de ce circuit avec un appareil séparé. Pour fabriquer ces objets il faut donc fixer la pastille au substrat du support (la carte) en satisfaisant un certain nombre d'exigences quant à la solidité de cette fixation et la précision de la localisation de la pastille sur la carte dans les trois dimensions d'un repère attaché à celle-ci. L'une des méthodes qui permet de procéder à cette fixation de manière économique est l'insertion à chaud de la pastille dans le substrat de la carte. Cette méthode n'est applicable cependant que si le matériau de la carte est thermoplastique. En outre, l'un de ces inconvénients réside dans le fait que la liaison entre le composant et le substrat résiste mal aux contraintes de flexion de la carte qui tendent à écarter les bords du logement par rapport à la pastille. En effet, la force du collage entre le substrat et la pastille à ce niveau peut se révéler insuffisante ce qui peut entraîner des ruptures dans les conducteurs qui passent de la pastille au substrat. Par ailleurs la position du composant dans le repère de la carte doit être extrêmement précise (la tolérance est de l'ordre de 50 y) pour satisfaire aux exigences de certaines techniques de réalisation (par exemple par sérigraphie) des liaisons électriques entre les plots du composant et les plages de contact portées par la carte. I1 existe donc une nécessité, avant son enchâssement dans le substrat de la carte, de positionner précisément la pastille dans le repère de la carte et de maintenir cette position à l'encontre de sollicitations mécaniques que la carte va subir pendant son transport jusqu'au poste d'insertion à chaud. Enfin il existe des substrats qui ne sont pas en matière thermoplastique pour répondre à d'autres exigences telles que longévité accrue, résistance améliorée, coût moindre (bois, carton...) . L'insertion à chaud n'est plus alors possible ce qui demande de la part du fabricant de disposer de deux installations de production différentes. Cette contrainte est extrêmement lourde au plan financier car la fabrication de cartes à puce s'opère par très grandes séries et toute technologie alternative demande des investissements très importants. Dans l'optique de répondre au mieux à toutes ces contraintes, c'est-à-dire permettre de traiter par une même technologie les cartes thermoplastiques et les cartes thermodurcissables, assurer une mise en place précise du composant sur la carte sans perturber l'insertion qui doit suivre, améliorer la fixation du composant dans le substrat de la carte .... l'invention a pour premier objet un composant électronique en forme de pastille de circuit intégré comportant une face active et une face inactive, destinée à être insérée à chaud dans un substrat. Selon l'invention ce composant comporte au moins sur sa face inactive un revêtement de colle thermoplastique ou thermodurcissable réactivable à chaud. En effet, pourvoir une puce d'une couche de colle sur sa face inactive présente de nombreux avantages. L'un d'entre eux réside dans le fait que par cette couche on peut maintenir par collage la puce sur la carte dans une position fixe, ce qui permet de transporter la carte et la puce jusqu'au poste d'insertion. Le second réside dans le fait que cette couche de colle au moment de l'insertion à chaud puisqu'elle est soit thermoplastique, soit thermodurcissable réactivable à chaud, va constituer un meilleur lien entre le composant et le substrat. Enfin, cette couche de colle va pouvoir constituer le matériau déformable à chaud qui va lier le composant à un substrat non thermo plastique dans lequel, par exemple, on aura préalablement aménagé une cavité pour loger le composant équipé du revêtement de colle. Dans la mesure où la colle est thermodurcissable, le revêtement de colle formera avantageusement une embase débordant de la face inactive du composant. Dans une variante de ce mode de réalisation, les faces latérales de la pastille comportent également un revêtement de colle. L'invention a également comme autres objets des procédés de fabrication de tels composants. Ainsi, dans un premier procédé s'appliquant indifféremment à une colle thermoplastique ou une colle thermodurcissable, la fabrication réalisée à partir d'une galette d'un matériau approprié dont une face incorpore une pluralité de circuits intégrés, consiste à pourvoir l'autre face de cette galette d'un revêtement de colle, à équiper cette face vêtue d'un film support adhérent et à individualiser chaque composant pratiquant un réseau de saignées de profondeur égale à l'épaisseur cumulée de la galette et du revêtement de colle. Dans le cas d'une colle thermodurcissable, un autre procédé peut être utilisé à savoir pourvoir l'autre face de la galette d'un revêtement de colle, équiper cette face revêtue d'un film support adhérent, pratiquer un premier réseau de saignées de profondeur égale à l'épaisseur de la galette seule, et individualiser chaque composant en pratiquant un second réseau de saignées de largeur inférieure à celle des saignées du premier réseau, au fond de ces premières saignées, et de profondeur égale à l'épaisseur du revêtement de colle. On obtient ainsi des composants qui comportent un revêtement en forme d'embase débordante. Enfin, toujours pour des colles thermodurcissables, un second procédé consiste à partir d'une galette, à pourvoir la face inactive de cette galette d'un revêtement de colle, à équiper cette face revêtue d'un film support adhérent, à pratiquer un premier réseau de saignées de profondeur égale à l'épaisseur de la galette, à remplir ce premier réseau d'une colle thermodurcissable et enfin à individualiser chaque composant en pratiquant un second réseau de saignées à l'intérieur des saignées du premier réseau, de largeur inférieure à celle des premières saignées et de profondeur égale à l'épaisseur cumulée de la galette et du revêtement. On obtient ainsi un composant qui est recouvert de colle sur sa face inactive et chacune de ses faces latérales. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après à titre purement indicatif. I1 sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels - la figure 1 illustre partiellement un ensemble de composants selon l'invention maintenus sur un film support, - la figure 2 illustre schématiquement les moyens utilisés pour procéder à un dépôt de colle fin sur une galette de silicium, - la figure 3 illustre un ensemble de composants selon l'invention maintenus par un film support et pourvu d'une couche de colle thermodurcissable, - la figure 4 est une variante de réalisation de la figure 3, - les figures 5 à 10 illustrent par des schémas différentes applications possibles du composant conforme à l'invention. La figure 1 illustre par une coupe partielle, un ensemble de composants électroniques 1 sous forme de pastilles de circuit intégré retenues par un film 2 support (cet ensemble porte le nom de wafer), chaque pastille comportant une face active 3 et une face inactive 4. Entre le film 2 et la face inactive 4 de chaque pastille, il existe un revêtement 5 de colle adhérant solidement à la pastille 1. I1 existe de nombreuses manières pour obtenir le produit représenté à la figure 1 mais toutes comportent une première phase qui consiste, à partir d'une galette 6 d'un matériau approprié pour incorporer des circuits intégrés sur l'une de ses faces 7, de recouvrir l'autre face 8 c'est-à-dire celle inactive de cette galette d'une couche de la colle considérée. La figure 2 illustre une telle galette. La galette 6 incorporant une pluralité de circuits électroniques intégrés sur sa face 7 est bien connue. Usuellement lorsque cette galette est traitée sur sa face 7, elle est équipée directement du film 2 sur sa face 8 et, par réalisation d'un réseau de saignées dans la galette, on individualise chacun des composants formant pastille circuit intégré. Ces composants sont maintenus par le film 2. Ainsi donc, selon l'invention, avant d'équiper la galette 6 de ce film 2, on recouvre sa face inactive 8 d'un revêtement de colle. I1 existe plusieurs procédés pour procéder à ce revêtement, ces procédés dépendant essentiellement de la nature de la colle employée. De plus, la nature de cette colle dépendra de l'application envisagée pour le composant. Dans le cas où le corps devant former le revêtement de colle est une colle thermofusible ou thermoplastique à faible poids moléculaire ou une colle polymérisable, se présentant sous forme liquide, une manière de procéder à un dépôt régulier sur la face 8 de la galette 6 consiste à faire tourner rapidement cette galette au moyen d'un entraîneur en rotation 9 et à déverser quelques gouttes de ce produit liquide au centre de la galette, la force centrifuge procédant à l'étalement uniforme du produit. On peut solidifier ce produit en exposant la face 8 ainsi revêtue soit à l'influence de la température soit à l'influence d'un rayonnement ultraviolet selon la nature de la colle utilisée. Ce procédé convient lorsque l'on souhaite obtenir une couche de colle 5 (figure 1) relativement fine. Lorsqu'on souhaite obtenir une couche de colle plus épaisse et notamment une couche de colle thermoplastique dont la matière soit semblable à la matière du substrat dans lequel on souhaite par la suite insérer le composant électronique à chaud (du polycarbonate par exemple), on peut procéder de la manière suivante. Une galette est recouverte d'une solution de solvant volatile (de l'ethanol par'exemple) et immédiatement recouverte par un film de matière thermoplastique (polycarbonate) . On évapore le solvant à faible température (40 ) pendant quelques heures. Le film adhère alors à la face 8 de la galette. Pour améliorer la liaison entre le film et la galette, celle-ci est introduite dans un four où elle est portée à la température de 1800 pendant une heure (en position horizontale, la face active 7 de la galette étant tournée vers le bas) . Cette opération permet de ramollir le thermoplastique (polycarbonate qui devient poisseux et qui colle intimement à la face 8 de la galette). On peut accélérer le processus ci-dessus en procédant sous pression pendant le maintien en température. A cet effet, on presse la galette contre un support par exemple en verre poli, le film étant pris en sandwich entre ce support et la galette, ce support ayant un coefficient de dilatation compatible avec celui du matériau constituant la galette. Dans une variante de réalisation on peut supprimer tout simplement l'opération de solvantage et déposer la galette et le film de matériau thermoplastique sur une surface plane, par exemple en verre poli et procéder à une chauffe sous compression de cet ensemble. I1 conviendra que la surface de l'organe presseur en contact avec le film thermoplastique soit traitée pour que ce film lorsqu'il est ramolli n'y adhère pas. Quelle que soit l'épaisseur du revêtement de colle 5 prévue sur la face inactive de chaque composant, l'un des avantages fondamentaux de cette présence de colle réside dans la capacité au composant à être fixé par collage sur un substrat à l'endroit même où il y sera inséré à chaud. Le mode de fixation dépendra essentiellement du caractère thermoplastique ou thermodurcissable de la colle employée. Au cas où la colle employée est une colle thermodurcissable réactivable à chaud, il suffit de présenter au poste de positionnement du composant sur le substrat des substrats à température appropriée pour qu'une adhérence se produise entre la colle 5 et la surface supérieure du substrat. I1 est même possible par une formulation adéquate de la colle d'obtenir une colle solide sous le composant qui, à température ambiante, possède un certain pouvoir adhésif (tack), permettant au composant d'être maintenu sur le substrat sans même chauffer ce dernier. Pour ce qui concerne une colle à base de thermoplastique, l'adhérence du composant sur le substrat peut être obtenue au moyen d'une goutte de solvant disposée sur le substrat sur laquelle viendra reposer le composant. La couche de colle 5 et le substrat vont réagir avec le solvant et des liaisons entre eux vont s'établir pour réaliser une liaison correcte. La figure 5 est un schéma qui illustre ce collage entre un substrat 10 et un composant 1 pourvu d'une colle 5 soit thermodurcissable soit thermoplastique. Au poste d'insertion à chaud, dans un substrat 10 thermoplastique, si le composant 1 est équipé d'un revêtement de colle thermodurcissable, il ne se produit pas ou très peu de fluage de ce revêtement de colle lors de l'enfoncement du composant et le résultat obtenu est illustré par la figure 6. La colle 5 thermodurcissable améliore sensiblement la liaison entre le composant 1 et le substrat 10. A la figure 7 on a illustré l'insertion à chaud d'un composant 1 dans un substrat thermoplastique 10, le substrat possédant une couche de colle thermoplastique et de préférence réalisée dans le même matériau (par exemple polycarbonate) que celui du substrat 10. Sous l'effet de la chaleur, les deux matériaux qui ont été auparavant intimement liés lors du collage par exemple par solvant ou par apport de chaleur, se confondent si bien que l'insertion du composant 1 possède les mêmes qualités que sil n'y avait pas eu de collage préalable de ce composant sur le substrat. Cette manière de procéder possède l'avantage de ne pas introduire de corps étrangers autour du composant lors de son enfoncement à chaud dans le substrat et de ne pas perturber la qualité de la liaison obtenue. Par ailleurs les matériaux 12, dégradés par d'une part le solvant ou le chauffage lors de l'opération de collage précédant l'opération d'insertion, sont dispersés et répartis de manière discontinue à distance du composant, ce qui est un gage de bon maintien de ce composant dans la masse du substrat. En utilisant la technique d'un film transféré à chaud de matériaux thermoplastiques ou thermodurcissables au dos d'une galette 6, on peut équiper chacun des composants 1 d'une couche de colle d'épaisseur substantielle. Grâce à cette couche de colle, on peut bien entendu obtenir le collage préalable à l'insertion à chaud du composant sur un substrat mais surtout il est possible de procéder à la fixation d'un composant 1 dans un substrat 13 qui soit en matériau thermodurcissable. Les figures 8 et 9 illustrent cette manière de procéder. A la figure 8, on remarque que le substrat 13 a été préalablement usiné pour qu'une cavité ou un logement 14 y soit ménagé (par fraisage, par ablation laser, ...). Le composant 1 porte une couche de colle relativement importante 5a sur sa face inactive et, au moyen d'un poinçon chauffant 15 on provoque le ramollissement de cette couche de colle qui flue et vient remplir l'espace de la cavité 14 laissée libre par le composant 1 lorsqu'il y est enfoncé par le poinçon 15, l'excédant de matière pouvant déborder et constituer une fine pellicule 16 venant recouvrir le substrat autour des bords de la cavité, le matériau de collage ne pouvant pas s'insinuer entre le poinçon 15 et le composant 1 compte tenu de la qualité extrêmement soignée du contact entre ces deux éléments. La colle utilisable peut être un thermoplastique ou un matériau thermodurcissable, réactivable à chaud c'est-à-dire qui n'atteindra son état irréversible qu'après avoir été chauffé par le poinçon alors qu'il a pu être déformé et fluer lors de l'opération de chauffage. On comprend que le composant selon l'invention permet, comme illustré par les figures 8 et 9, d'utiliser la technique d'insertion à chaud d'un composant même en regard d'un substrat qui ne soit pas thermoplastique. L'avantage essentiel de cette disposition est que l'outillage et les installations de fabrication d'objets portatifs porteurs de circuit intégré peuvent être uniques quels que soient les substrats qui sont utilisés pour former le corps de ces objets portatifs. Les variantes de réalisation illustrées par les figures 3 et 4 d'un composant électronique conforme à l'invention concernent plus particulièrement ceux équipés d'une colle thermodurcissable pour améliorer la tenue des composants en regard de contraintes de flexion imprimées à l'objet portatif, notamment lorsqu'il se présente sous la forme d'une carte. La figure 3, à l'instar de la figure 1, illustre un premier mode de réalisation dans lesquels après avoir équipé la galette 6 d'une couche uniforme de colle thermodurcissable et d'avoir associé à cette face revêtue un film support 2, on a procédé à l'individualisation des composants en deux temps. Dans un premier temps on a réalisé sur la galette du côté de sa face active, un réseau de saignées de largeur L et de profondeur égale à l'épaisseur de la galette 6, c'est-à-dire de chacun des composants 1 pour découvrir en fond de saignée le revêtement 5. On a ensuite réalisé à l'intérieur du réseau de saignées 17 un second réseau de saignées 18 de largeur 1 inférieure à la largeur L et de profondeur égale à l'épaisseur du revêtement de colle. Chaque composant ainsi individualisé possède donc une sorte d'embase de colle débordant de sa face inactive. La largeur d de ce débordement périphérique est égale à la moitié de la différence des largeurs des saignées et sera de préférence sensiblement égale à l'épaisseur de chaque composant. Bien entendu cette embase 5 se comporte comme décrit précédemment au regard de la figure 5 pour ce qui concerne le collage du composant sur un substrat. Dans la phase d'insertion à chaud de ce composant, le rebord de largeur d est rabattu le long des faces latérales du composant au moment de l'enfoncement du composant dans le substrat si bien qu'une couche relativement homogène de colle thermodurcissable est interposée entre la matière thermoplastique du substrat et le composant. On s'est rendu compte que notamment en ce qui concerne la liaison des parois latérales du composant avec le matériau, liaison qui est la plus sollicitée lors des contraintes en flexion rappelées ci-dessus, la présence d'une colle thermodurcissable à ce niveau en améliore grandement la qualité. A la figure 4 on a illustré un autre mode de réalisation d'un composant pourvu d'une couche de colle thermodurcissable. Ainsi, après avoir revêtu la face inactive 8 de la galette 6 d'une couche de colle thermodurcissable 5 et après avoir mis en place le film support 2, on procède à un premier réseau de saignées à partir de la face active 3 de la galette, ce premier réseau étant de profondeur limitée à l'épaisseur de la galette. Les saignées ainsi réalisées sont ensuite remplies d'une colle thermodurcissable en prenant bien entendu toute précaution pour masquer la face active de chaque composant du fait même que le remplissage ne peut se faire que par cette face active, et on procède ensuite à la confection d'un deuxième réseau de saignées dans le premier réseau, mais de largeur inférieure pour laisser subsister le long de chaque paroi latérale de chaque composant un revêtement 19 de colle. La profondeur des saignées de ce second réseau est égale à l'épaisseur cumulée de la galette et de la couche de colle initialement déposée sur la face inactive de cette galette. C'est donc un composant revêtu sur cinq de ses six faces qui est enfoncé à chaud dans un substrat en matière thermoplastique comme illustré par la figure 8. La liaison du composant à ce substrat en est grandement améliorée. REVENDICATIONS 1. Composant électronique en forme de pastille (1) de circuit (10, 13), caractérisé en ce qu'il comporte au moins sur sa face inactive (4) un revêtement (5) de colle thermoplastique ou thermodurcissable réactivable à chaud. 2. Composant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la colle (5) étant thermodurcissable, le revêtement de colle forme une embase débordant (b) de la face inactive (4) du composant. 3. Composant selon la revendication 2, caractérisé en ce que la largeur (d) de la partie débordante de l'embase (5) est sensiblement égale à l'épaisseur de la pastille (1). 4. Composant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la colle étant thermodurcissable, les faces latérales de la pastille (1) comportent un revêtement de colle (19). 5. Procédé de fabrication de composants selon la revendication 1, à partir d'une galette (6) d'un matériau approprié dont une face (7) incorpore une pluralité de circuits intégrés, caractérisé en ce qu'il consiste à pourvoir l'autre face (8) de la galette (6) d'un revêtement de colle, à équiper cette face revêtue d'un film (2) support adhérent et à individualiser chaque composant en pratiquant un réseau de saignées de profondeur égale à l'épaisseur cumulée de la galette (6) et du revêtement de colle (5). 6. Procédé de fabrication de composants selon la revendication 2, à partir d'une galette (6) d'un matériau approprié dont une face (7) incorpore une pluralité de circuits intégrés, caractérisé en ce qu'il consiste à pourvoir l'autre face (8) de la galette (6) d'un revêtement de colle thermodurcissable (5), à équiper cette face revêtue d'un film support (2) adhérent, à pratiquer un premier réseau de saignées (17) de profondeur égale à l'épaisseur de la galette (6) et à individualiser chaque composant en pratiquant un second réseau de saignées (18) de largeur inférieure à celle des saignées (17) du premier réseau au fond de ces premières saignées, de profondeur égale à l'épaisseur du revêtement de colle (5). 7. Procédé de fabrication de composants selon la revendication 4, à partir d'une galette (6) d'un matériau approprié dont une face (7) incorpore une pluralité de circuits intégrés, caractérisé en ce qu'il consiste à pourvoir l'autre face (8) de cette galette (6) d'un revêtement de colle (5) thermodurcissable, à équiper cette face revêtue d'un film (2) support adhérant, à pratiquer un premier réseau de saignées de profondeur égale à l'épais- seur de la galette (6), à remplir ce premier réseau d'une colle thermodurcissable et à individualiser chaque composant en pratiquant un second réseau de saignées à l'intérieur des saignées du premier réseau, de largeur inférieure à celle des premières saignées et de profondeur égale à l'épaisseur cumulée de la galette (6) et du revêtement (5).