Brevet FR2838850A1 — publié le 20031024

tent une empreinte digitale ou analogue. Procede de conditionnement de microcircuits electroniques pour carte a puce et microcircuit electronique ainsi obtenu La presente invention a pour objet un procede de conditionnement de microcircuits electroniques prevus pour recevoir respectivement un circuit integre, generalement appele puce, et egalement les microcircuits electroniques ainsi obtenus. En effet, avec la croissance des volumes de production des cartes a puce, qui vent de plus en plus utilisees dans la vie quotidienne, les procedes de fabrication de ces cartes a puce ont ete modifies pour repondre a la demande quantitative, parfois au detriment de la qualite et de la fiabilite des produits ainsi obtenus. Les cartes a puce vent obtenues en disposant un module electronique dans un logement forme dans l'epaisseur de la carte. Ce module electronique comporte un microcircuit proposant une face superieure de contact presentant des plages conductrices du cote d'une face visible de la carte. Le reste du module electronique comporte une puce cachee dans le logement de la carte. La puce est fixce de l'autre cote de la face superieure, a une face inferieure des plages conductrices. Dans l'etat de la technique, on conna^'t de l'enseignement du document FRA-2,488,446 un module electronique compact prevu pour etre monte dans une carte d'identification. Le module comporte une puce collee sur une premiere face d'une plaque metallique comportant des zones de contact, et connectee a ces zones de contact par des fils conducteurs reliant une partie superieure de la puce a ces zones de contact. Le module comporte un element support contre lequel peut etre appuyee la plaque metallique. L'element support comporte alors une fenetre pour permettre a la puce d'etre collee sur la plaque metallique. Le collage de la puce pose un probleme, car il n'est pas gable dans le temps. En effet, il necessite de dispenser des points de colle calibres et reguliers, mais la presence de bulles dans le plan de colle peut fragiliser la resistance mecanique du module obtenu. Par ailleurs, pour remplir les conditions de productivite requises, on utilise des colles capables de reticuler rapidement et a des temperatures relativement hautes. Mais ces colles conduisent a la formation de ces bulles et vent done responsables de I'instabilite du montage de la puce sur la plaque metallique. Pour donner une resistance mecanique au module, et par ailleurs proteger les fils conducteurs et la puce, on utilise un produit d'enrobage dans lequel on les enrobe. Par exemple, le produit d'enrobage est une resine. II se rigidifie et se polymerise sous lteffet d'un traitement thermique ou d'une irradiation par des ondes infrarouges ou ultraviolet/es. Ces resines d'enrobage elles-memes posent un probleme. Leur mouillabilite est instable, et depend pour partie des conditions exterieures qui ne peuvent pas etre controlees a moindres coOts. La resine deposee forme un dome du cote de la face inferieure, mais elle s'etale lors de son depot car elle n'est pas encore polymerisee. L'etalement de la goutte de resine conduit a une mauvaise resistance mecanique du module et a une mauvaise protection du microcircuit et de ses fils conducteurs. L'ecoulement cette goutte pose un probleme car elle rend de plus le module trop large. Or pour le positionnement de cette goutte, il est nbcessaire de prevoir un pourtour autour de la goutte pour fournir des zones de fixation au module. Ces zones de fixation permettent ensuite de les coller contre un rebord prevu dans le logement de la carte d'identification. Une resine a polymerisation tiede se polymerisant sous l'effet d'une irradiation d'ondes ultraviolet/es fournit des resultats corrects vis-avis de la mou illabilite, et fou rn it done une bon ne protection de ce qu'elle en robe. Mais cette resine ne fournit pas une resistance mecanique suffisante au module. De plus ['irradiation avec des ondes ultraviolet/es peut perturber les zones memoires des puces presentees sur ces modules. Pour resoudre ce probleme, on conna^t des solutions pour utiliser des resines presentant de bonnes qualites de resistance mecanique, et permettre de diminuer le diametre de la goutte d'une telle resine. Ces solutions mettent en osuvre un moyen de barrage pour retenir l'epanchement de la goutte. Par exemple, le barrage peut etre obtenu par serigraphie d'un anneau de silicone depose sur la zone de la plaque metallique devant recevoir la puce. Mais cette solution presente un rendement faible et de plus ne limite pas parfaitement l'ecoulement de la bulle si le plan est legerement incline. Par ailleurs, on conna^'t du document US-A-5,989,941 I'utilisation d'un barrage pour canaliser le produit d'enrobage et permettre une amelioration de la dissipation de chaleur et de la tenue mecanique d'un module electronique. Les solutions incorporant un tel barrage vent egalement connues sous le nom de technique "dam & fill". Le barrage est retenu sur un support du module par une couche adhesive. 11 y est retenu sur un meme cote de ce support que celui sur lequel stappuit la plaque de contacts avec laquelle la puce est connectee. Ce barrage correspond a un film comportant une fenetre d'une dimension telle que la plaque de contact formant un modele de circuit metallise et la puce vent entierement presentes a l'interieur de cette fenetre. Selon ce document, il est connu uniquement l'utilisation de film comportant au moins une pellicule conductrice. De plus, ce film n'est monte sur le module qu'une fois que le circuit metallique a ete realise, et apres que la puce a ete connectee a ce circuit. Le film est par exemple une longue bande, dont l'une des faces est enduite de matiere adhesive au moyen d'un applicateur. Selon ce document, le film est ensuite decoupe pour que des fenetres y soient formees. Les fenetres du film vent prevues pour venir cooperer avec differentes zones du support, cheque zone comportant un circuit metallique et une puce connectee avec son circuit. Le film est colle sur le support de telle sorte que cheque fenetre est disposee autour d'un seul circuit. La fenetre permet alors, vu l'epaisseur du film de limiter ltepanchement de matiere d'enrobage lorsque la goutte de resine est deposee sur le circuit muni de sa puce. Le module electronique obtenu selon cet enseignement, pour etre ensuite monte dans une carte d'identification, doit etre enduit d'une colle specifique qui permet d'adherer au fond d'un logement de la carte d'identification, du fait de la nature meme du type de film utilise. Le probleme des micromodules de l'etat de la technique reside dans le fait que, meme munis d'un film limitant 1'ecoulement de la goutte de resine, ils necessitent une etape longue, fastidieuse, et presentant un falble taux de rendement, qui correspond a ltetape d'encartage du micromodule. En effet, pour realiser ltencartage du micromodule, on utilise un deuxieme film enduit de colle cite hot-melt que l'on predecoupe dans une premiere etape pour y former des fenetres. Ensuite, on lamine a chaud ce film de colle sur le micromodule, et enfin au cours d'une troisieme etape on active la colle de ce film pour un encartage definitif du micromodule dans la carte. La premiere etape est a faible rendement du fait que les ciseaux adherent au film de colle meme refroidi, et empechent une manipulation plus rapide relativement au film. Cette premiere etape est done incompatible avec les cadences exigees pour la production de masse des cartes a puce. De plus pour garantir un positionnement correct du film de colle sur le micromodule, il faut prevoir un echenillage de l'un par rapport a l'autre, ce qui induit un processus lent. Avec un processus rapide, lorsque la lamination du film de colle a lieu, il y a un taux important de rejet. Le rejet est a cette etape tres couteux, car aucun des composants rejetes ne pourra etre reutilise. L'utilisation d'un tel film de colle est necessaire pour obtenir une cadence de fabrication superieure au procede dans lequel chaque micromodule est encolle individuellement. Or l'utilisation d'un tel film de colle est obligatoire pour pouvoir fixer le micromodule au fond de son logement, meme si sa fiabilite est limitee dans le temps. La presente invention se propose de remedier aux problemes invoques ci dessus en redefinissant le conditionnement du microcircuit electronique, afin de faciliter l'encartage ulterieur du module comportant ce microcircuit. Ainsi on ameliore le rendement de ltetape de conditionnement du module electronique, et par ailleurs on augmente la fiabilite longue duree du montage d'un tel module electronique dans une carte. La fiabilite du produit find est augmentee du fait que la fiabilite du collage du module dans la carte est d'une part simplifie, et la fiabilite du collage de la puce au dos du microcircuit electronique est d'autre part amelioree. En effet, I'invention prevoit de deporter sur le microcircuit electronique tous les moyens de collage. L'invention a alors pour objet un microcircuit electronique comportant un substrat, au moins une plage de contact sur une premiere face de ce substrat, une deuxieme face de ce substrat permettant de recevoir un circuit integre, caracterise en ce qu'il comporte un moyen adhesif (8) pour retenir un masque ajoure contre la deuxieme face et autour du circuit integre. Wile concerne egalement un procede de conditionnement d'un microcircuit electronique caracterise en ce qutil comporte les etapes suivantes consistent a: - realiser une plage de contact sur une premiere face d'un substrat, - disposer un moyen adhesif entre une deuxieme face du substrat et un masque ajoure, pour retenir le masque contre la deuxieme face, de telle sorte qu'une fenetre du masque soit en vis-a-vis de la plage de contact. L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description qui suit et a l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles ci ne vent presentees qu'a titre indicatif et nullement limitatif de ['invention. Les figures montrent: - Figure 1: une vue en coupe longitudinale d'un module electronique selon ['invention; - Figure 2: une vue en perspective de dessous d'un module electronique selon ['invention. La figure 1 montre un microcircuit electronique 1 selon ['invention. Le module 1 comporte un substrat 2 formant un plan. Le substrat 2 est de preference realise dans un materiau dielectrique, par exemple a partir d'un film polyester, notamment de polyethylene terepEtalate (PET), polyethylene naphtalate (PEN), ou bien encore a partir de polyimides. Le substrat a dans un mode particulier de realisation une epaisseur de l'ordre de 25 micrometres Sur un premiere face 3 du substrat 2, le module 1 presente une plage de contact 4. La plage de contact 4 est par exemple un circuit imprime. Ce circuit imprime est obtenu en laminant une couche de cuivre d'une epaisseur de 18 a 35 micrometres. Cette couche de cuivre est retenue sur la premiere face 3 par un adhesif prealablement depose. Le substrat 2 muni de sa couche de cuivre est ensuite grave chimiquement pour obtenir le circuit imprime 4. Le substrat 2 presente des trous 5 forme au travers du plan forme par le substrat et permettant de relier la premiere face 3 a une deuxieme face 6. La deuxieme face 6 est opposee et parallele a la premiere face 3. Le microcircuit 1 comporte du cote de la deuxieme face 6, un masque 7 colle avec un moyen adhesif 8 sur cette deuxieme face 6. Le masque 7 correspond a un film epais de l'ordre de 350 micrometres dans lequel est forme au moins une fenetre 9 pour permettre de fixer ulterieurement un circuit integre 10, ou puce 10, directement sur la deuxieme face 6 du substrat. Le masque 7 est de preference rdalise a partir d'un polymere plastique du type polyethylene terephtalate (PETG) ou polychlorure de vinyle (PVC). II peut egalement etre realise en papier. Le choix du materiau dans lequel est realise le masque 7 depend de l'utilisation ulterieure du module electronique ainsi con,cu. On choisira en effet, une matiere pour le masque 7 qui permette d'etre facilement collee ou soudee dans un dispositif complementaire, par exemple une carte a puce. Dans un exemple, le moyen adhesif 8 se presente sous la forme d'une couche de resine polymere thermoplastique (par exemple de type polyester) reactivable a temperature moyenne (par exemple entre 100 et 1 30 C). Le masque 7 est prealablement ajoure avant d'etre monte sur la deuxieme face 6. De preference, le masque 7 se presente sous la forme d'une bande presentant plusieurs fenetres telles que 9, et destinees a venir encadrer plusieurs zones distinctes du substrat 2. Dans ce cas, cheque zone distincte du substrat 2 comporte une plage de contact telle que 4 propre. Chaque plage de contact 4 pour laquelle le masque 7 a ete correctement dispose, est destinee a recevoir une puce telle que 10. Le masque 7 doit etre tres precisement positionne sur la deuxieme face 6, car sa position est determinante pour pouvoir correctement monter la puce 10 sur cette deuxieme face et pouvoir la connecter avec les plages de contact tel les que 4 pa r l'i ntermed ia ire des tro us te ls q u e 5. Ce penda nt le masque etant depose avant que la puce 10 ne soit installee, en cas de mauvais positionnement, le cout de ce type d'erreur est moindre. Pour obtenir un positionnement tres precis du masque 7 relativement a la zone au niveau de laquelle la puce 10 doit etre deposee et connectee, on utilise une technique de lamination. De plus, dans un mode de realisation prefere, le masque 7 comporte des moyens de position nement forma nt des orifices avec lesquels un dispositif complementaire peut coopGrer pour garantir le positionnement du masque 7 au cours de la lamination. Selon un premier mode de realisation, pour retenir le masque 7 contre la deuxieme face 6, on a au prealable enduit cette deuxieme face 6 avec le moyen adhesif 8. Dans ce cas, le moyen adhesif 8 est depose avant avoir realise le circuit imprime 4, et par ailleurs le moyen adhesif 8 enduit l'integralite de la deuxieme face 6, meme la zone qui correspond aux fenetres 9 du masque 7. Le masque 7 est ensuite lamine par des rouleaux contre le moyen adhesif 8. Selon un deuxieme mode de realisation, on depose le moyen adhesif 8 contre l'une des faces du masque 7, celle destinee a etre plaquee contre la deuxieme face 6. Les fenetres 9 vent realisees apres avoir enduit le moyen adhesif 8, ce qui permet de garantir une repartition homogene de la colle et evite d'enduire la deuxieme face du masque. De la meme maniere par une technique de lamination en continu entre deux bobines, on colle le masque 7 sur le substrat 2. Dans ce deuxieme cas, il est necessaire de prevoir un deuxieme moyen adhesif pour retenir la puce 10 contre cette deuxieme face 6. Dans un mode prefere de realisation, la puce 10 est montee dans la fenetre 9 et collee au moyen du premier moyen adhesif 8 contre la deuxieme face 6 du substrat 2. La puce 10 est de preference montee apres que le masque 7 ait ete depose contre le substrat 2. Pour obtenir un collage efficace et certain on reactive la colle a l'endroit ou la puce doit etre placee. Dans une variante, presentee figure 2, on utilise une deuxieme colle 4' pour coller la puce 10 sur le substrat 2. Ensuite pour connecter la puce 10 avec les plages de contact 4, on utilise de preference la technologie cite "wire bonding", dans laquelle on relic par des fils metalliques 11, par exemple cores, une surface superieure 12 de la puce 10 a une face inferieure 13 des plages de contact 4. Les fils 11 utilises vent par exemple d'un diametre de ltordre de 20 micrometres et les liaisons aux deux extremites vent realisees par thermosoudures ultrasoniques. Les fils 11 traversent le substrat 2 au niveau des trous 5. De preference, I'epaisseur du masque 7 est superieure a la hauteur de la puce une fois celle-ci fixee sur le substrat 2. Ainsi, du fait de la presence des bordures formees par le cadre du masque 7, la puce 10 est protegee. Pour une plus grande protection, on enrobe la puce 10 ainsi que les fils 11 dans une resine d'enrobage 14. La resine d'enrobage 14 se presente sous forme liquide et se rigidifie et se durcit en se polymerisant. L'ecoulement de la resine 14 deposee dans le creux forme par la fenetre 9 permet de combler les espaces vices. La polymerisation peut etre acceleree par un traitement par vole thermique ou infra rouge, ou eventuellement par irradiation ultraviolet/es. La resine 14 est de preference irradiee par des ondes ultraviolet/es, pour limiter les effete indesirables sur le masque dans le cas ou celui-ci est realise en PVC. Le microcircuit 1 ainsi forme presente alors une face de contact avec les plages de contact telles que 4, et une face arriere munie du masque 7, la face arriere etant parallele a la face de contact. Pour monter un tel microcircuit 1 dans une dispositif complementaire, il faut d'abord lui fixer la puce 10 pour former un module electronique complet, et ensuite placer le module dans un logement du dispositif complementaire. Le logement forme une cavite simple de telle sorte qu'un fond de ce logement soit compatible avec un materiau du masque 7. Par compatible on entend le fait que les deux materiaux puissent etre colles de maniere certaine l'un avec l'autre au moyen de colle classique, ou en mettant en ceuvre des techniques de soudure par ultrasons. Dans le cas ou le dispositif complementaire est une carte d'identification, type carte a puce, celle ci est de preference realisee dans des materiaux plastiques compatibles avec ceux du masque. Ainsi des colles a base de cyanoacrylate peuvent etre utilisees. Le collage peut egalement etre obtenu en s'affranchissant de colle en utilisant la technologie de vibrations ultrasoniques. REVENDIGATIONS 1 - Microcircuit electronique (1) comportant un substrat (2), au moins une plage de contact (4) sur une premiere face (3) de ce substrat, une deuxieme face (6) de ce substrat permettant de recevoir un circuit integre (10), caracterise en ce qu'il comporte un moyen adhesif (8) pour retenir un masque (7) ajoure (9)contre la deuxieme face et autour du circuit integre. 2 - Microcircuit selon la revendication 1 caracterise en ce que le masque est realise dans un materiau identique a celui d'une carte prevue pour recevoir le module, par exemple a partir d'un polymere de type polyester ou polychlorure de vinyle. 3 - Microcircuit selon l'une des revendications 1 a 2 caracterise en ce que le masque a une epaisseur, definie par rapport a la deuxieme face sur laquelle il est monte, superieure a une hauteur du circuit integre. 4 - Microcircuit selon l'une des revendications 1 a 3 caracterise en ce que le moyen adhesif permet de retenir le circuit integre sur le substrat. - Procede de conditionnement d'un microcircuit electronique (1) caracterise en ce qu'il comporte les etapes suivantes consistent a: realiser une plage de contact (4) sur une premiere face (3) d'un substrat (2), - disposer un moyen adhesif (8) entre une deuxieme face du substrat et un masque (7) ajoure, pour retenir le masque contre la deuxieme face, de telle sorte qu'une fenetre du masque soit en vis-a-vis de la plage de contact. 6 - P rocede selo n la revend ication 5 ca racterise en ce qu 'i l co m porte une etape supplementaire consistent a - choisir un masque dans une matiere identique a celle d'une carte dans laquelle le module doit etre monte. 7 - Procede selon l'une des revendications 5 a 6 caracterise en ce que le masque se presente sous la forme d'une bande comportant plusieurs fenetres qu'on lamine sur un support comportant plusieurs plages de contact. 8 - Procede selon l'une des revendications 5 a 7 caracterise en ce que l'etape consistent a retenir le masque contre la deuxieme face comporte une operation consistent a: - laminer le moyen adhesif sur la deuxieme face. 9 - Procede selon l'une des revendications 5 a 8 caracterise en ce que l'etape consistent a disposer le moyen adhesif comporte une operation consistent a: - deposer le moyen adhesif sur le masque, et ensuite a - ajourer ce masque avant de le laminer contre la deuxieme face. - Procede selon l'une des revendications 5 a 9 caracterise en ce qu'il comporte une etape ulterieure consistent a coller un circuit integre contre la deuxieme face a partir du moyen adhesif. 11 - Procede selon l'une des revendications 5 a 10 caracterise en ce que le microcircuit electronique obtenu est prevu pour comporter une etape consistent a - coller le masque dans un fond d'un logement d'une carte. 12 - Procede selon la revendication 11 caracterise en ce que l'etape consistent a coller le masque dans le logement comporte une operation consistent a - deposer du cyanoacrylate entre le masque et le fond du logement. 13- Procede selon la revendication 11 caracterise en ce que l'etape consistent a coller le masque dans le logement comporte une operation consistent a