Brevet FR2800910A1 — publié le 20010511

Boîtier semi-conducteur optique et procédé de fabrication d'un tel boîtier La présente invention concerne un procédé de fabrication tel boîtier et un boîtier semi-conducteur optique. Le but de la présente invention est de proposer une structure boîtier semi-conducteur optique comprenant plusieurs composants semi-conducteurs et un procédé de fabrication d'un tel boîtier de telle sorte que ce boîtier présente un encombrement réduit et soit susceptible d'être utilisé immédiatement pour de préférence délivrer données d'images à partir des données d'un composant semi conducteur à capteur optique. Selon un objet de la présente invention, le boîtier sémi- conducteur optique comprend une plaque support connexion 'lectrique, un premier composant semi-conducteur tel qu'un microprocesseur dont une face est portée par une face avant de ladite plaque support, un second composant semi-conducteur dont une face avant comprend un capteur optique et dont une face arriere est fixée une face avant dudit premier composant, des premiers moyens de connexion électrique dudit premier composant à la face avant de ladite plaque support, des seconds moyens de connexion électrique dudit second composant à la face avant de ladite plaque support, des moyens d'encapsulage desdits composants empilés sur ladite plaque et desdits moyens de connexion électrique, comprenant un matériau transparent face dudit capteur optique, et des moyens de connexion électrique exterieure disposés sur une partie découverte de ladite plaque support. Selon une exécution préférée de l'invention, lesdits premiers moyens de connexion électrique comprennent des billes connexion 'lectrique et de fixation interposées entre la face arrière dudit premier composant et la face avant de ladite plaque support. Selon une exécution préférée de l'invention, lesdits seconds moyens de connexion électrique comprennent des fils connexion 'lectrique dont les extrémités sont respectivement connectées d'une à la face avant dudit second composant et d'autre à la face avant de ladite plaque support. Selon une variante de réalisation de l'invention, lesdits moyens d'encapsulage comprennent un capot en forme de cuvette enveloppant à distance lesdits composants et lesdits moyens de connexion électrique de ces derniers et fixé à ladite plaque support, ce capot comprenant un fond au moins en partie transparent s'étendant en face dudit capteur optique. Selon l'invention, le bord périphérique dudit capot est de préférence fixé à ladite plaque support par collage. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, lesdits moyens d'encapsulage comprennent un matériau d'enrobage transparent. Selon une exécution préférée de l'invention, ladite plaque support porte des composants électroniques passifs qui lui sont reliés électriquement. Selon l'invention, lesdits composants électroniques passifs sont de 'férence disposés à l'extérieur desdits moyens d'encapsulage. Selon une variante de réalisation de l'invention, lesdits moyens connexion électrique extérieure comprennent des billes connexion électrique disposées sur la face arrière de ladite plaque support opposée auxdits composants. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, lesdits moyens connexion électrique extérieure comprennent un organe branchement électrique fixé sur ladite plaque support. Selon un autre objet de la présente invention, le procédé fabrication d'un boîtier semi-conducteur optique comprend, successivement, les étapes suivantes : la fixation et la connexion électrique d'une face arrière d'un premier composant semi-conducteur tel qu'un microprocesseur sur une face avant d'une plaque support connexion électrique par l'intermédiaire de billes de connexion électrique disposées entre des zones de connexion électrique desdites faces, la fixation de la face arrière d'un second composant semi conducteur dont une face avant comprend un capteur optique, sur une face avant dudit premier composant, la fixation des extrémités de fils de connexion électrique entre des zones de connexion électrique de la face avant dudit second composant, l'encapsulation desdits composants empilés sur ladite plaque support et desdits moyens connexion électrique, par un matériau au moins transparent en face dudit capteur optique, et la fixation de moyens de connexion électrique extérieure disposés sur une partie découverte de ladite plaque support. Selon l'invention, ladite opération d'encapsulation consiste à fixer le bord d'un capot en forme de cuvette sur ladite plaque support, enveloppant à distance lesdits composants et dont fond est transparent en face dudit capteur optique. Selon l'invention, ladite opération d'encapsulation consiste à enrober lesdits composants d'un matériau d'enrobage transparent. Selon l'invention, le procédé peut avantageusement consister à fixer sur ladite plaque support et connecter électriquement à cette dernière des composants électroniques passifs. Selon une variante de l'invention, la fixation de moyens de connexion électrique extérieure consiste à déposer des billes de connexion électrique sur des zones de connexion électrique prévues sur la face arrière de ladite plaque support. Selon une variante de l'invention, la fixation de moyens de connexion électrique extérieure consiste à fixer au moins un organe de connexion électrique sur des zones de connexion électrique prévues sur ladite plaque support. présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un boîtier semi conducteur optique et de son procédé de fabrication, décrits à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par dessin sur lequel figure 1 représente une première étape fabrication d'un boîtier selon la présente invention ; figure 2 représente une seconde étape fabrication dudit boîtier figure 3A représente une troisième étape fabrication dudit boîtier selon une première variante d'exécution de ce dernier ; figure 3B représente une troisième étape de fabrication dudit boîtier selon une seconde variante d'exécution de ce dernier ; la figure 4A représente une quatrième étape de fabrication dudit boîtier selon une première variante d'exécution de ce dernier ; la figure 4B représente une quatrième étape de fabrication dudit boîtier selon une seconde variante d'exécution de ce dernier ; et la figure 5 représente une vue de dessus du bottier selon la figure En se reportant à la figure 1, on voit qu'on dispose, de façon préfabriquée, d'un substrat 1 constitué par une plaque support qui présente des lignes internes et/ou externes constituant un réseau 2 de connexions électriques et d'un premier composant semi-conducteur 3 tel qu'un microprocesseur ou coprocesseur. Dans une première étape de fabrication, on fixe une face arrière 4 du premier composant 3 sur une face avant 5 de plaque support 1 par l'intermédiaire d'une multiplicité de billes métalliques 6 réparties sous la forme d'une matrice. Ces billes 6 constituent des connexions électriques entre respectivement des plots métalliques 7 et des plots métalliques 8 réalisés en surface sur la face arrière 4 du premier composant 3 et la face avant 5 de la plaque support 1. En se reportant à la figure 2, on voit que, dans une seconde étape de fabrication, on fixe par l'intermédiaire d'une couche de colle, ou autre moyen de fixation, la face arrière 10 d'un second composant semi-conducteur optique 11 sur la face avant 9 du premier composant 3, la face avant 12 du composant optique 11 présentant dans sa partie centrale un capteur optique 13. Ensuite, on fixe l'une des extrémités de fils de connexion électrique 14 à des plots métalliques 15 formés en surface sur la face avant 13 du second composant 11 autour du capteur optique 13 et on fixe l'autre extrémité des fils de connexion électrique 14 à des plots métalliques 16 du réseau 2, formés en surface sur la face avant 5 de la plaque support 1 et à distance de la périphérie du premier composant 3. Dans une troisième étape de fabrication représenté sur la figure selon une première variante d'exécution, on réalise une encapsulation en disposant, au-dessus et à distance des composants 3 et 11 et fils de connexion électrique 14, un capot 17 en forme de cuvette, délimitant une cavité 17a, dont on fixe le bord périphérique sur la face avant 5 de la plaque support 1 et dont le fond 19 s'étend parallèlement à cette plaque support, à distance du capteur optique et est en un matériau transparent. Sur trois de ses côtés, le bord 18 du capot 17 s'étend de façon adjacente au bord de la plaque support 1 tandis que son troisième côté traverse la face avant 5 de cette plaque support de façon à laisser une portion de cette face avant 5a non recouverte. Dans une seconde variante d'exécution représentée sur figure 3B, l'encapsulation précitée est obtenue en formant sur la face avant 5 de la plaque support 1 un bloc 20 en un matériau d'enrobage transparent dont la face avant 21 s'étend parallèlement à la plaque support 1 en avant du capteur optique 13. Dans une quatrième étape de fabrication, selon une premiere variante d'exécution représentée sur la figure 4A, on fixe composants électroniques passifs 22, tels que des résistances et/ou condensateurs, sur la partie découverte 5a de la face avant 5 de la plaque support 1, latéralement au capot 17 ou au bloc d'enrobage 20, ces composants électroniques 22 étant en même temps connectés électriquement au réseau 2 de la plaque support 1. fixe, par dépôt sur la face arrière 23 de la plaque support 1, une multiplicité de billes métalliques de connexion électrique extérieure sur des plots métalliques 25 du réseau 2 prévus surface sur cette face arrière 23 et répartis sous forme d'une matrice. obtient ainsi, comme le montrent les figures 4A et 5, boîtier semi conducteur optique 26 complet équipé d'un composant semi-conducteur optique 11 et de différents composants électroniques de traitement 3 et 22, reliés électriquement de façon adaptée par l'intermédiaire du réseau de connexion 2 de la plaque support 1 et susceptibles d'être connectés à un circuit extérieur grâce aux billes métalliques Dans la variante représentée sur la figure 4B, les billes métalliques de connexion électrique extérieure sont remplacées par un organe de connexion électrique extérieure ou connecteur de branchement 27 fixé sur la face avant 5 de la face support 1, en bout de sa partie découverte 5a connecté au réseau 2. On obtient ainsi comme le montre la figure 4B, un boîtier semi-conducteur optique complet équipé d'un composant semi conducteur optique 11 et différents composants électroniques de traitement 3 et 22, reliés électriquement de façon adaptée par l'intermédiaire du réseau connexion 2 de la plaque support 1 et susceptibles d'être connectes à un circuit extérieur grâce au connecteur de branchement 27. Dans une variante, les composants passifs précités pourraient être aussi au moins en partie encapsulés. La présente invention ne se limite pas aux exemples ci- dessus décrits. Bien de variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre défini par revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Boîtier semi-conducteur optique, caractérisé par le fait qu'il comprend - une plaque support (1) de connexion électrique, - un premier composant semi-conducteur (3) tel qu'un microprocesseur dont une face est portée par une face avant de ladite plaque support, - un second composant semi-conducteur (11) dont une face avant comprend un capteur optique (13) et dont une face arrière est fixée sur une face avant dudit premier composant (3), des premiers moyens de connexion électrique (6) dudit premier composant à la face avant de ladite plaque support, des seconds moyens de connexion électrique14) dudit second composant à la face avant de ladite plaque support, des moyens d'encapsulage (17) desdits composants empilés sur ladite plaque support et desdits moyens de connexion électrique, comprenant un matériau transparent en face dudit capteur optique, et des moyens de connexion électrique extérieure (24) disposés sur une partie découverte de ladite plaque support. Boîtier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits premiers moyens de connexion électrique (14) comprennent des billes connexion électrique et de fixation interposées entre la face arrière dudit premier composant et la face avant de ladite plaque support. Boîtier selon l'une des revendications et 2, caractérisé par le fait que lesdits seconds moyens de connexion électrique comprennent des fils de connexion électrique dont extrémités sont respectivement connectées d'une part à la face avant dudit second composant 1) et d'autre part à la face avant ladite plaque support (1). Boîtier selon l'une quelconque revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'encapsulage comprennent un capot en forme de cuvette (17) enveloppant à distance lesdits composants et lesdits moyens de connexion électrique de ces derniers et fixé à ladite plaque support, ce capot comprenant un fond (19) au moins en partie transparent s'étendant en face dudit capteur optique. 5. Boîtier selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le bord périphérique (18) dudit capot (17) est fixé à ladite plaque support par collage. 6. Boîtier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé le fait que lesdits moyens d'encapsulage comprennent un matériau d'enrobage (20) transparent. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite plaque support (1) porte des composants électroniques passifs (22) qui lui sont reliés électriquement. Boîtier selon la revendication 7, caractérisé par le fait que lesdits composants électroniques passifs (22) sont disposés à l'extérieur desdits moyens d'encapsulage. 9. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens de connexion électrique extérieure comprennent des billes de connexion électrique (24) disposées sur la face arrière de ladite plaque support opposée auxdits composants. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens de connexion électrique extérieure comprennent un organe de branchement électrique (27) fixé sur ladite plaque support. 1 Procédé de fabrication d'un boîtier semi-conducteur optique en particulier selon l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend, successivement, étapes suivantes - fixation et la connexion électrique d'une face arriere d'un premier composant semi-conducteur (3) tel qu'un microprocesseur sur une face avant d'une plaque support de connexion électrique l'intermédiaire de billes de connexion électrique disposées entre des zones de connexion électrique desdites faces, - la fixation de la face arrière d'un second composant semi conducteur (11) dont une face avant comprend un capteur optique, sur une face avant dudit premier composant, - la fixation des extrémités de fils de connexion électrique (14) entre des zones de connexion électrique de la face avant dudit second composant, - l'encapsulation (17) desdits composants empilés sur ladite plaque support et desdits moyens de connexion électrique, par un matériau au moins transparent en face dudit capteur optique, - et fixation de moyens de connexion électrique extérieure (24) disposés sur une partie découverte de ladite plaque support. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé par le fait que ladite opération d'encapsulation consiste à fixer le bord d'un capot en forme de cuvette (17) sur ladite plaque support, enveloppant à distance lesdits composants et dont le fond est transparent en face dudit capteur optique. 13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé par le fait que ladite opération d'encapsulation consiste à enrober lesdits composant d'un materiau d'enrobage transparent (20). 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé par fait qu'il consiste à fixer sur ladite plaque support et connecter électriquement à cette dernière des composants électroniques passifs (22). 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé par fait que la fixation de moyens de connexion électrique extérieure consiste à déposer des billes de connexion électrique (24) sur zones de connexion électrique prévues sur la face arrière de ladite plaque support. lb. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, caractérisé par le fait que la fixation de moyens de connexion électrique extérieure consiste à fixer au moins un organe de connexion électrique (27) sur des zones de connexion électrique prévues sur ladite plaque support.