Brevet FR2794569A1 — publié le 20001208

Procédé de fabrication d'un substrat La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un substrat comportant au moins un composant électronique, suivant le préambule de la revendication 1. Des substrats du type mentionné peuvent être des cartes équipées de composants électroniques o également des "inlets" qui conviennent pour la fabrication de cartes. On connaît déjà différents procédés de fabrication de cartes ou également "d'inlets" équipés de composants électroniques. On fabrique ainsi des supports de données multicouches en assemblant des couches isolées sous l'action de la chaleur et de la pression, cette technique étant appelée stratification. Les composants, qui doivent être mis en place dans le corps de carte, peuvent être insérés dans des évidements prévus à cet effet, avant même la stratification. Il est également connu d'insérer des composants électroniques se présentant sous la forme de modules, dans un évidement approprié d'une carte déjà stratifiée. Cela se fait principalement en assemblant avec le corps de carte le module placé dans l'évidement de la carte, au moyen d'une colle ou d'une couche adhésive, sous l'action de la chaleur et de la pression. Il est en outre connu du document EP 277 854 Bl de fabriquer par moulage par injection des supports de données avec un module électronique enrobé. On prépare à cet effet un moule de moulage par injection avec une cavité dont les dimensions correspondent à celles du support de données. Avant l'injection de la masse plastique, on place le module Électronique dans la cavité du moule. On obtient un remplissage régulier et complet de la cavité du moule avec de la matière plastique en injectant la matière plastique à très haute pression dans la cavité du moule. Dans tous les procédés de fabrication de substrats du type mentionné cidessus, il est très important d'une part de traiter avec ménagement les composants à implanter, comme des circuits électroniques, des dispositifs d'affichage et analogues, et d'autre part que le substrat présente des surfaces planes en particulier dans la région des composants. Ces deux conditions ne peuvent pas être remplies de façon suffisante avec les procédés connus jusqu'ici. L'invention a par conséquent pour objectif d'indiquer un procédé de fabrication de substrats équipés de composants électroniques qui ménage les composants à implanter dans le substrat et fournit en même temps des surfaces de haute qualité. Cet objectif est atteint par un procédé comportant les étapes opératoires suivantes: - mise à disposition d'un support qui présente une surface plane, - positionnement d'au moins un composant électronique sur le support, - recouvrement du support avec une matière plastique fluide de telle sorte que le composant soit enrobé au moins partiellement, - usinage de la face supérieure de la matière plastique de façon à obtenir un substrat d'une épaisseur prédéterminée avec des surfaces planes et parallèles. Selon l'invention, les surfaces du substrat ne sont plus produites sensiblement simultanément mais séparément, les unes après les autres. On fabrique tout d'abord une surface sur laquelle les composants électroniques à intégrer sont orientés. L'intégration des composants dans la matière plastique s'effectue tout d'abord à partir d'un côté d'intégration sans prendre en compte les effets de l'opération d'intégration sur la face supérieure tournée à l'opposé de sorte que la surface de base produite à partir de la matière plastique et les composants, dans la mesure o ils font partie intégrante de la surface, forment une surface de base totale entièrement plane. A la suite de la réalisation de la surface de base, on fabrique la surface située à l'opposé. Pour ce faire, on enlève, par un procédé par enlèvement de copeaux, de la matière plastique se trouvant sur la surface de base et les composants si bien que l'on obtient une surface parallèle à la surface de base travaillée en premier. Le procédé selon l'invention permet la fabrication de substrats avec des surfaces de haute qualité. Les différentes étapes opératoires sollicitent à peine les composants lors de l'intégration dans le substrat, le procédé convenant par conséquent également pour l'intégration de composants sensibles. La réalisation successive de la surface de base et de la surface facilite le contrôle des différentes étapes opératoires. Cela permet de renoncer à des réserves de dimensionnement nécessitées par le processus de fabrication et d'obtenir en particulier des substrats d'une épaisseur minimale. La structure du procédé, simple sur le principe et ne nécessitant que peu d'opérations, est en outre particulièrement avantageuse et permet une réalisation peu coûteuse du procédé. Dans une réalisation préférée du procédé proposé, la fabrication de la surface de Vase du substrat s'effectue en plaçant les composants sur un support de montage puis en projetant une matière plastique fluide autour des composants de traitement de données. La face supérieure de la structure résultant de la projection qui entoure les composants de traitement de données est ensuite passée à la fraise ou à la meule. Suivant une autre variante de procédé, la matière plastique est molle au moins au moment du montage des composants et elle se présente sous une forme plane. Les composants sont enfoncés dans le matériau de base souple. La matière plastique repoussée par le volume des composants forme sur la face supérieure, tournée à l'opposé, de la matière plastique des bosses qui sont éliminées à la fraise ou à la meule au cours du procédé ultérieur par enlèvement de copeaux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après d'un exemple de mise en oeuvre, faite en référence aux dessins, dans lesquels: la figure 1 est une vue de côté d'une feuille de base avec des composants électroniques, la figure 2 est une vue de la feuille de base après la projection de matière plastique, et la figure 3 montre l'élimination de matière plastique excédentaire par un procédé par enlèvement de copeaux. La figure 1 montre une première étape opératoire pour la fabrication d'un substrat avec plusieurs composants fonctionnels. Pour la description ci-après, nous partirons du fait que le substrat est une carte à puce multifonction avec un écran d'affichage. Le procédé proposé n'est néanmoins pas limité à la fabrication de cartes à puce mais convient sur le principe pour n'importe quelle unité fonctionnelle avec des composants discrets intégrés. Il convient en particulier pour la fabrication "d'inlets" qui sont ensuite incorporés dans des cartes à puce. A la figure 1, une puce 11 contenant un microprocesseur, un détecteur 12, par exemple un détecteur reconnaissant des pressions du doigt ("Finger abdr cken"), ainsi qu'un élément d'affichage 13, par exemple un écran à cristaux liquides, sont placés sur une feuille de base 10. Les composants électroniques 11, 12, 13 se trouvent en position face tournée vers le bas, c'est-à-dire que leurs contacts de raccordement électrique reposent sur la face supérieure 14 de la feuille de base 10. Un système de rubans conducteurs non représenté, adapté aux composants 11, 12, 13, se trouve sur la face supérieure 14 de la feuille de base 10, lequel système établit des connexions électriques et/ou optiques de transport d'énergie et de données entre les composants 11, 12 et 13. Les composants 11, 12, 13 sont fixés dans leur position sur la feuille de base 10 par des moyens de fixation appropriés qui ne peuvent également exister qu'à travers le système de rubans conducteurs. Au cours d'une étape opératoire suivante, les composants 11, 12, 13 fixés sur la feuille de base 10 sont enrobés d'une matière plastique 15 par moulage par injection sans pression. Le PVC et le polyéthylène sont par exemple des matières plastiques appropriées. L'application de matière plastique s'effectue régulièrement sur toute la surface arrosée, d'o l'apparition sur les composants 11, 12, 13 de bosses 16 dont la hauteur d correspond approximativement à la hauteur des composants 11, 1l2, 13 se trouvant dessous. Pour la projection de la matière plastique 15, la feuille de base 10 avec les composants 11, 12 et 13 est de manière appropriée placée sur un support de montage 20 présentant une surface 21 très lisse. Celle-ci se reproduit sur la feuille de base 10 et fait que la surface de base 17 de ladite feuille devient également très lisse. La figure 2 montre l'état de traitement après la projection de la matière plastique 15. Au cours d'une étape opératoire suivante représentée à la figure 3, la face supérieure 18 de la matière plastique 15 qui, après la projection, présente dans un premier temps encore des bosses 16 irrégulières est rendue plane. Le produit intermédiaire formé de la feuille 10, des composants 11, 12, 13 et de la matière plastique 15 est pour cela tout d'abord fixé sur le support de montage 20. Comme cela est indiqué à la figure 3, cela peut s'effectuer de manière appropriée par un effet d'aspiration à vide qui est produit dans le support de montage 20 et aspire le produit intermédiaire 10 à 16 contre le support de montage 20 via un système de trous 22. Le produit intermédiaire 10 à 16 ainsi fixé est amené vers un outil 20 d'usinage par enlèvement de copeaux. Comme le montre la figure 3, il peut s'agit d'un outil de fraisage qui est déplacé suivant une direction x par rapport au support de montage 20 sur lequel est fixé le produit intermédiaire 10 à 16. L'outil 20 d'usinage par enlèvement de copeaux s'engage dans la matière plastique et en enlève la partie qui se trouve au-dessus d'une hauteur finale h au-dessus du support de montage 20. L'enlèvement de matière donne à la matière plastique 15, au-dessus des composants 11, 12, 13, une surface 19 définie qui est très lisse et s'étend avec une grande précision de manière plane etyparallèle à la surface 21 du support de montage 20, et donc parallèlement à la surface de base 17 du produit intermédiaire. Les caractères plan et parallèle et lisse peuvent être réglés et ajustés indépendamment l'un de l'autre en fonction des besoins. A titre de variante à l'application de matière de base par moulage par injection sans pression, il est possible d'appliquer sur les composants 11, 12, 13 fixés sur la feuille de base 10 une matière plastique 15 qui se présente sous forme de feuille et qui, au moment de l0 l'application, est molle ou ramollie. On obtient un produit intermédiaire présentant la même structure de principe que celui représenté à la figure 2. Comme celui- ci, il présente dans un premier temps des bosses 16 sur les composants 11, 12, 13 qui sont éliminées au moyen d'un outil 20 d'usinage par enlèvement de copeaux, comme cela a été décrit précédemment. L'enlèvement de matière destinée à produire une surface 19 lisse peut s'effectuer, outre par fraisage, également par polissage ou rabotage ou par une combinaison de toutes les techniques. La fixation du produit intermédiaire sur le support de montage 20 peut en outre s'effectuer par n'importe quelle technique courante. Outre l'aspiration à vide, on peut également utiliser des feuilles adhésives. Lorsque le substrat à fabriquer ne contient qu'un seul composant ou ne contient que des composants non reliés entre eux électriquement, l'élimination de la feuille de base 10 peut être prévue après le lissage de la surface 19. La feuille de base 10 peut dans ce cas également être totalement supprimée. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un substrat contenant un composant électronique, caractérisé par les étapes opératoires suivantes: - mise à disposition d'un support (20) qui présente une surface (21) plane, positionnement d'au moins un composant électronique (11, 12, 13) sur le support, - recouvrement du support (20) avec une matière plastique (15) fluide de telle sorte que le composant (11, 12, 13) soit enrobé au moins partiellement, - usinage de la face supérieure (18) de la matière plastique (15) de façon à obtenir un substrat d'une épaisseur (h) prédéterminée avec des surfaces planes et parallèles. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat forme une carte à puce finie. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat forme un "inlet" destiné à être monté dans une carte à puce. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière plastique (15) est une matière transparente ou opaque. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise une feuille (17) comme support. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat est recouvert par au moins une feuille supplémentaire. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'application de la matière plastique (15) s'effectue par moulage par injection sans pression ou par coulée. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'usinage de la face supérieure (18), après durcissement de la matière plastique (15), s'effectue par fraisage, polissage ou par d'autres méthodes mécaniques. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'usinage de la face supérieure (18), sur la matière plastique pas encore durcie, s'effectue par calandrage ou par une méthode comparable.