Brevet FR2812224A1 — publié le 20020201

PROCEDE POUR DEPOSER EN CONTINU UNE COUCHE OU BARRIERE DE SILICONE SUR UN SUBSTRAT ET INSTALLATION POUR LA MISE EN EUVRE DE CE PROCEDE. L'invention concerne un procédé destiné à permettre la mise en place d'une couche ou barrière de silicone au niveau d'un substrat. Elle concerne plus particulièrement le domaine des circuits électroniques intégrés, plus communément appelés puces électroniques. Elle concerne également l'installation susceptible de mettre en oeuvre un tel procédé. Compte-tenu des caractéristiques tant physiques que chimiques des silicones, notamment leur caractère hydrophobe, leur insensibilité à la vapeur d'eau, leur caractère anti-adhésif ainsi que leurs propriétés diélectriques, ceux-ci font l'objet de très nombreuses applications qui ne font d'ailleurs que se développer. Cependant, leur mise en oeuvre n'est pas toujours aisée, compte-tenu justement de leur caractère anti-adhésif. L'objectif de la présente invention réside dans la mise en oeuvre des propriétés diélectriques des silicones tout en s'affranchissant des inconvénients liés à son caractère anti-adhésif Parmi les objectifs visés par la présente invention, l'un d'entre eux consiste à mettre en place une couche de silicone, faisant fonction de barrière à la fois physique et électrique, et ce de manière automatique, répétée, et continue. Ce procédé pour déposer en continu une couche de silicone sur un substrat isolant électriquement se caractérise en ce qu'il consiste à effectuer ce dépôt par sérigraphie. Selon une caractéristique avantageuse, le silicone est polymérisé après dépôt. Il est même avantageusement prépolymérisé en cours de dépôt, le substrat étant à cet effet légèrement chauffé. 2 2812224 Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, il est procédé préalablement au dépôt de la couche de silicone, au dépôt d'une couche sous-jacente, intégrant un durcisseur, subissant également une étape de polymérisation préalablement au dépôt de la couche de silicone. Cette couche sous-jacente, typiquement constituée par une encre, est destinée à favoriser l'adhérence du silicone sur le substrat. L'invention concerne également la mise en oeuvre de ce procédé particulier dans le cadre de la réalisation de barrières de protection des plots de connexion des circuits électroniques intégrés, également dénommés puces, lors du coulage de la résine au niveau du support intégrant de tels circuits électroniques intégrés. Pour ce faire, les supports de circuits intégrés, préalablement à leur mise en place au niveau des cartes support définitives, reçoivent à leur périphérie une barrière de silicone déposée par sérigraphie. Avantageusement, la mise en place de cette couche de silicone est précédée par le dépôt d'une couche sous-jacente d'une encre intégrant un durcisseur, l'ensemble étant polymérisé afin de favoriser l'adhérence du silicone à ce niveau. Enfin, l'invention concerne l'installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit donné à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées. La figure 1 est une vue schématique de l'installation conforme à l'invention. La figure 2 est une représentation schématique vue en plan d'une bande porteuse de micro-modules électroniques après mise en place de la barrière silicone. La figure 3 est une vue schématique en section d'une partie d'une carte intégrant le micro-module conforme à l'invention. La description qui suit est plus particulièrement dirigée vers la mise en oeuvre de l'invention en relation avec des circuits électriques intégrés. Cependant, il est bien entendu que l'invention demeure d'application dans d'autres domaines techniques que celui-ci. 3 2812224 A été décrit en liaison avec la figure 1, une installation mettant en oeuvre le procédé conforme à l'invention. En l'espèce, on a décrit un micromodule destiné à intégrer au moins une puce ou circuit électronique intégré, et devant être mise en oeuvre au sein d'une carte classiquement dénommée carte à puce. Traditionnellement, de telles cartes comprennent un substrat isolant, adhérant sur au moins l'une de ses surfaces aux pistes conductrices d'un circuit imprimé. Ces cartes sont classiquement de structure composite comprenant une couche centrale, celle-ci étant g6néralement constituée d'un matériau diélectrique, tel qu'une résine thermodurcissable renforcée par des fibres de verre. Une telle carte à puce comporte donc un support réalisé en matière plastique, constituant la carte proprement dite, dans laquelle est intégré un micromodule, comportant la puce ou le circuit intégré proprement dit, un connecteur à plusieurs contacts et des fils de liaison entre la puce et le connecteur. Le connecteur de la carte à puce est constitué par le connecteur du micromodule. Traditionnellement, ces micromodules sont réalisés sur des bandes support comportant deux rangées parallèles de tels micromodules. Sur l'une des faces de la bande support (30) apparaissent les différents contacteurs du micromodule (32), destinés à être connectés à la puce proprement dite. Le nombre de contacteurs (35) est traditionnellement fixé à 8, selon la norme ISO 7816, mais peut être limité à seulement cinq ou six. L'autre face du micromodule comporte les surfaces de contact pour permettre au lecteur d'assurer la lecture de la carte en cours d'utilisation. On a représenté au sein de la figure 2, une vue en plan de cette bande support sur laquelle figure la face munie des contacteurs (35) de chacun des micromodules (32). Cette bande (30), réalisée en un matériau rigide, et par exemple un substrat fibres de verre, est pourvue à sa périphérie de perforations (31) , destinées à permettre la coopération de celle-ci avec une roue dentée, et donc d'assurer sa progression linéaire, et d'autre part, assurer l'indexation de la progression de ladite bande, au cours des différentes étapes de la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, et notamment la mise en place d'une barrière silicone. 4 2812224 On a par ailleurs représenté sur la figure 3, une vue en section transversale d'une partie d'une carte à puce. Ainsi, le micromodule apparaît avec la référence (32), au niveau de l'une des faces extérieures (33) de ladite carte. Ce micromodule (32) comporte sur l'une des ses face (34) le contacteur destiné à coopérer avec les organes appropriés du lecteur de carte, et sur son autre face, les contacteurs (35) constitués par différents plots que l'on observe également sur la figure 2. Il va être décrit plus en détail le procédé de mise en place de la barrière silicone conforme à l'invention, selon la forme avantageuse préférée de l'invention. Cette installation est par ailleurs décrite en relation avec la figure 1. La bande (30) comportant les micromodules (32) est stockée sur une bobine, avantageusement mue en rotation par un moteur électrique (non représenté). Corollairement, au fur et à mesure de son déroulement, une bande intercalaire protectrice (8) venant s'intercaler entre les spires successives de la bande (30) sur la bobine (7) est enroulée sur une bobine (6), également mue en rotation par un moteur électrique non représenté. Cette bande (30) est prise en charge par des pinces ou roues dentées non représentées, afin de lui assurer une progression pas à pas au niveau de la première étape (1) du procédé conforme à l'invention, consistant à mettre en place au niveau de la périphérie des plots de connexion (35), une première couche de largeur limitée d'un encre intégrant avantageusement un durcisseur. A titre exemplatif, on peut utiliser une encre tampographique. Cette encre est déposée par sérigraphie au niveau d'une table (10) par un procédé traditionnel, faisant appel à un écran de sérigraphie (11), comportant une trame choisie en fonction du degré de viscosité de l'encre, ainsi que d'un racle (12) et d'un contre- racle (13). Avantageusement, et dans un souci d'optimisation du rendement du procédé, la mise en place de cette première couche périphérique s'effectue à raison d'une série de huit micromodules, répartis selon deux rangées de quatre. L'installation comporte donc à cet effet, deux racles et deux contre-racles fonctionnant en synchronisme l'un avec l'autre. 2812224 Un contrôle est avantageusement réalisé par l'opérateur en sortie de cette phase (1) au moyen d'une lampe loupe (14). Puis, au niveau de la phase (2), l'encre ainsi mise en place par sérigraphie est polymérisée au moyen d'un four (15), chauffé à la température adéquate, typiquement supérieure à 100 C. Avantageusement et afin de gagner du temps sur la durée de cette polymérisation, la bande (30) est chauffée d'ores et déjà au niveau de la phase (1), c'est à dire, lors du dépôt de l'encre sur la bande, ce chauffage s'effectuant par contact avec la table (10). L'état de l'encre après la phase (2) de polymérisation est éventuellement vérifiée au moyen d'une lampe (16) et d'une loupe binoculaire (17) par ledit opérateur. La bande (30) est acheminée au niveau d'un magasin à stockage variable (18), d'un type en soi connu, et vient typiquement s'enrouler autour d'un galet (9) susceptible de se mouvoir selon la verticale, en fonction de la tension qui lui est exercée. La bande continue sa progression au niveau d'une phase (3). A ce niveau, chacun des micromodules (32) reçoit sur la couche d'encre déposée lors de l'étape précédente, une couche supplémentaire de silicone (37), également mise en place par sérigraphie. A cet effet, on dispose également d'un écran de sérigraphie (19) de maillage défini en fonction de la viscosité du silicone mis en oeuvre. Cet écran est associé à deux racles (20) et à deux contre-racles (21), procédant comme lors du dépôt de la couche d'encre, à la mise en place simultanée de silicone au niveau de deux rangées parallèles de quatre micromodules, et ce, dans un souci d'optimiser le rendement de réalisation de cette couche silicone. L'indexation de la bande (30) au niveau de la table (29) au niveau de laquelle est réalisée le dépôt de la couche de silicone, est telle qu'on obtienne un centrage parfait de la couche supérieure (37) de silicone au niveau de la couche (36) d'encre. Cette indexation est réalisée, ainsi que déjà précisé au moyen de perforations (31) ménagées au niveau des deux bords de la bande (30). Ces différents centrages sont vérifiés par un système optique (22), (24) et (25), à l'instar du système optique (14), (16) et (17). Comme lors du dépôt de l'encre, la bande (30) est avantageusement préchauffée au niveau de la table (29), de telle sorte à favoriser la polymérisation du silicone lors de l'étape ultérieure (4) dans un four (23). 6 2812224 En sortie du four (23), la bande est alors stockée sur une bobine (27) avec mise en place d'un film intermédiaire de protection (28), la tension respective de la bande (30) et du film (28) au niveau de ces deux bobines étant réalisée au moyen de contrepoids et renvois (26) d'un type en soi connu. On obtient de la sorte, par un procédé relativement simple constitué par la sérigraphie la mise en place d'une barrière silicone (37) susceptible ainsi de protéger les plots de connexion (35). En effet, et de manière connue, les puces ne sont mises en place au niveau des micromodules, généralement par procédé automatique, qu'après encartement de ces derniers au sein du substrat constitutif de la carte proprement dite. De la sorte, compte tenu de la solidarisation desdits micromodules au substrat par coulage de résine, préalablement à la mise en place de la puce, il est nécessaire de protéger les plots de connexion (35) de la résine. Cette protection est réalisée par la barrière silicone précitée, et ce, de manière tout à fait avantageuse. Ce procédé est relativement simple, et permet de réaliser un dépôt très précis d'un matériau diélectrique sur un substrat déterminé à des cadences élevées, ce que l'on ne savait faire efficacement à ce jour. 7 2812224 REVENDICATIONS 1. Procédé pour déposer en continu une couche de silicone sur un substrat isolant électriquement caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer ce dépôt par sérigraphie. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que préalablement au dépôt de la couche de silicone ((37), on réalise le dépôt d'une couche sousjacente (36). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche sousjacente est constituée d'une couche d'encre. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'encre déposée comporte un durcisseur. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche de silicone (37) est polymérisée après son dépôt. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche de silicone (37) subit une prépolymérisation dès son dépôt sur le substrat, préalablement à sa polymérisation proprement dite. 7. Procédé selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'encre (36) subit également une étape de polymérisation, préalablement au dépôt de la couche de silicone (37). 8. Procédé pour déposer en continu une couche de silicone sur un micromodule (32) intégrant un ou plusieurs circuits électroniques intégrés, caractérisé en ce qu'il consiste À tout d'abord, à déposer par sérigraphie une couche d'encre sous-jacente (36); * à polymériser cette couche d'encre (36); * puis à effectuer le dépôt de la couche de silicone (37) sur cette couche d'encre (36), également par sérigraphie; À et enfin, à polymériser la couche de silicone (37) ainsi déposée. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'encre déposée comporte un durcisseur. 8 2812224 10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la couche de silicone (37) et la couche d'encre (36) subissent une prépolymérisation dès leur dépôt sur le substrat, préalablement à leur polymérisation respective proprement dite. 11. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que les micromodules (32) sont stockés selon deux rangées parallèles sur une bande continue, et en ce que le dépôt respectif de l'encre et du silicone s'effectue simultanément selon un processus pas à pas, suivant un nombre déterminé de micromodules. 12. Installation pour déposer en continu une couche de silicone sur un micromodule (32) intégrant un ou plusieurs circuits électroniques intégrés, stockés sur un support en bande continue (30), caractérisée en ce qu'elle comprend: * un dévideur (7) de la bobine de stockage de la bande (30) de micromodules; e une première table de sérigraphie (10), associée à un écran de sérigraphie (11), et un couple de racles (12) et de contre-racles (13), destinés à effectuer le dépôt d'une couche d'encre selon un lieu bien défini desdits micromodules; * un four (15) de polymérisation de l'encre ainsi déposée; e une seconde table de sérigraphie (29), associée à un écran de sérigraphie (19) et un couple de racles (20) et de contre-racles (21), destinés à effectuer le dépôt d'une couche de silicone (37) sur ladite couche d'encre (36); * un four (23) de polymérisation de la couche de silicone (37) ainsi déposée; * un organe de renvidage (27) de la bande ainsi traitée. 13. Installation pour déposer en continu une couche de silicone sur un micromodule (32) selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des organes de centrage et d'indexation de la bande par rapport aux moyens de dépôt, respectivement de l'encre et du silicone. 14. Installation pour déposer en continu une couche de silicone sur un micromodule (32) selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisée en ce que les tables (10) et (29) sont chauffantes, de telle sorte à induire une élévation de température de la bande (30), propre à induire une pré-polymérisation respectivement de l'encre et du silicone, préalablement à leur passage dans le four (15), respectivement (23).