Brevet FR2836281A1 — publié le 20030822

Grille conductrice plate pour boîtier semi-conducteur La présente invention concerne le domaine des boîtiers semi-conducteurs dans lesquels une grille en un matériau conducteur de l'électricité comprend une plate-forme sur la face avant de laquelle est fixée une puce de circuits intégrés et des pattes périphériques dont la face avant est reliée à la puce par des fils de connexion électrique, cet ensemble étant encapsulé de telle sorte que la face arrière de la grille est visible de façon à réaliser des connexions électriques extérieures sur la face arrière desdites pattes. La présente invention a notamment pour but d'améliorer les conditions d'injection d'une matière d'encapsulation de manière à améliorer les qualités des boîtiers semi-conducteurs en fin de compte obtenus notamment du point de vue de leur résistance mécanique et de leur étanchéité. La présente invention a tout d'abord pour objet une grille plate en un matériau conducteur de l'électricité, destinée à la réalisation d'au moins un boitier semi-conducteur, présentant une face avant et une face arrière et au travers de laquelle est ménagée au moins une perforation de façon à constituer, entre une plateforme centrale et une partie périphérique située à distance l'une de l'autre, des pattes allongées rayonnantes dont certaines présentent des extrémités extérieures et intérieures reliées respectivement à la partie périphérique et à la plate-forme et dont d'autres présentent des extrémités extérieures reliées à ladite partie périphérique et des extrémités intérieures situées à distance de la plate-forme. Ladite grille est plus particulièrement destinée à être prise entre deux parties d'un moule d'injection d'une matière d'encapsulation délimitant entre elles au moins une cavité, dans une position telle que sa face arrière précitée soit en contact avec une surface d'appui d'une partie de ce moule. Selon l'invention, ladite plate-forme présente de préférence, sur sa face arrière venant en contact avec ladite surface d'appui dudit moule, au moins un évidement formé à distance de sa périphérie. Selon l'invention, ladite plate-forme présente de préférence, sur sa face arrière, au moins une rainure de liaison dont les extrémités débouchent d'une part dans ledit évidement et d'autre part dans ladite perforation. Selon l'invention, ladite plate-forme peut présenter, sur sa face arrière, au moins un creux ouvert dans ladite perforation, ladite rainure de liaison débouchant dans ce creux. Selon l'invention, ledit évidement comprend de préférence au moins une rainure qui longe à distance au moins une partie de la périphérie de ladite plate-forme. Selon l'invention, ledit évidement peut avantageusement comprendre au moins deux rainures situées l'une à côté et à distance de l'autre, qui longent à distance au moins une partie de la périphérie de ladite plate-forme, au moins une rainure de liaison débouchant d'une part dans la rainure extérieure et d'autre part dans ladite perforation. Selon l'invention, ladite partie périphérique de la grille présente de préférence, dans sa partie prise entre les deux parties dudit moule, au moins un évidement d'échappement qui s'étend à distance de ladite perforation et est situé à distance de la zone d'injection de la matière d'encapsulation, ainsi qu'au moins une rainure de liaison dont les extrémités débouchent d'une part dans ledit évidement d'échappement et d'autre part dans ladite perforation. Selon l'invention, ledit évidement d'échappement peut avantageusement traverser ladite partie périphérique. Selon l'invention, ladite partie périphérique peut avantageusement présenter une ouverture allongée d'injection située à distance et longeant une partie de la périphérie de ladite perforation et un évidement de liaison débouchant d'une part dans cette ouverture d'injection et d'autre part dans ladite perforation et constituant une fente d'injection de la matière d'injection dans cette perforation entre au moins deux desdites pattes. Selon l'invention, ladite rainure de liaison et ledit évidement de liaison sont de préférence opposés par rapport à ladite plate-forme. La présente invention a également pour objet un corps de boîtier semi-conducteur comprenant une grille plate en un matériau conducteur de l'électricité présentant une face avant et une face arrière et constituant une plate-forme centrale et des pattes allongées de connexion électrique réparties autour de cette plate-forme et présentant une extrémité intérieure située du côté de la puce et une extrémité extérieure, ainsi que des moyens d'encapsulation d'une puce de circuits intégrés fixée sur la face avant de ladite plate-forme et de moyens de connexion électrique reliant ladite puce et lesdites pattes, lesdits moyens d'encapsulation étant tels que la face arrière de ladite grille est visible. Selon l'invention, ladite plate-forme présente de préférence, sur sa face arrière, au moins un évidement qui longe à distance au moins une partie de sa périphérie. Selon l'invention, ladite plate-forme présente de préférence, sur sa face arrière, au moins une rainure de liaison qui s'étend entre ledit évidement et la périphérie de cette plate-forme, les extrémités de cette rainure de liaison débouchant d'une part dans ladite rainure principale et d'autre part latéralement à ladite plate-forme. Selon l'invention, ladite plate-forme présente de préférence, sur sa face arrière, au moins un creux qui débouche latéralement à ladite plate-forme, ladite rainure de liaison débouchant dans ce creux. Selon l'invention, ledit évidement comprend de préférence au moins deux rainures qui sont situées l'une à côté et à distance de l'autre, qui longent à distance au moins une partie de la périphérie de ladite plate-forme, au moins une rainure de liaison débouchant d'une part dans la rainure extérieure et d'autre part dans ladite perforation. Selon l'invention, lesdits moyens d'encapsulation comprennent de préférence un matériau d'enrobage qui s'étend, à partir de la face arrière de ladite grille, au moins entre lesdites pattes et entre ces pattes et ladite plate-forme. Selon l'invention, ledit matériau d'enrobage peut avantageusement constituer, en avant de ladite grille, un anneau en saillie traversé par lesdites pattes et à distance de leurs extémités intérieures et extérieures. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de boîtiers semi-conducteurs décrits à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel : - la figure 1 représente une vue avant d'une grille pour la réalisation ultérieure d'au moins un boîtier semi-conducteur ; - la figure 2 représente une vue arrière de la grille de la figure 1 ; - la figure 3 représente un détail en coupe selon III-III de la grille représentée sur la figure 2 ; - la figure 4 représente un détail en coupe selon IV-IV de la grille représentée sur la figure 1 ; - la figure 5 représente un détail en coupe selon V-V de la grille représentée sur la figure 1 ; - la figure 6 représente une coupe d'un moule d'injection d'une matière d'encapsulation dans lequel est disposée la grille précitée ; - la figure 7 représente une vue de dessus d'un corps de boîtier issu du moule d'injection de la figure 6 ; - la figure 8 représente une vue de dessous du corps de boîtier de la figure 7 ; - et la figure 9 représente une coupe d'un boîtier semiconducteur incluant le corps de boîtier des figures 7 et 8. En se reportant aux figures 1 à 5, on voit qu'on a représenté une grille métallique plate qui présente différentes zones 2a-2i sensiblement carrées, adjacentes les unes aux autres et qui correspondent aux endroits d'un corps de boîtier à réaliser. On va maintenant décrire la structure de la grille 1 dans chacune des zones 2i. La grille 1 présente une perforation principale 3 qui permet de constituer, entre une plate-forme centrale carrée 4 et une partie périphérique 5 située à distance de la plate-forme 4 et présentant un pourtour géométrique carré correspondant à celui de la plate-forme 4, une multiplicité de pattes rayonnantes, dont des pattes de liaison reliant à 45 degrés les coins de la plate-forme 4 à la partie périphérie 5 et une multiplicité de pattes en porte-à-faux 7 qui présentent une extrémité extérieure reliée à la partie périphérique 5 et une extrémité intérieure située à faible distance des bords de la plate-forme 4. Comme le montrent plus précisément les figures 2 et 3, la plate-forme 4 présente, en face arrière 8 de la grille 1, un évidement constitué d'une rainure extérieure 9 et d'une rainure intérieure 10, qui sont situées à faible distance l'une de l'autre et qui s'étendent de façon annulaire et concentrique en suivant le pourtour de la plateforme 4, une multiplicité de creux répartis 11 qui débouchent dans la perforation 3, ainsi que des rainures fines de liaison 12 qui débouchent d'une part dans la rainure extérieure 9 et d'autre part dans certains des creux 11. La partie périphérique 5 de la grille 1 présente une ouverture ou perforation allongée 13 d'injection, ménagée le long et à distance d'un côté géométrique de la perforation principale 3. Comme le montrent plus précisément les figures 1 et 5, la partie périphérique 5 présente, sur la face avant 14 de la grille 1, un évidement allongé 15 dont les côtés débouchent d'une part dans la perforation d'injection 13 et d'autre part entre les pattes 7 qui lui sont adjacentes. Comme le montrent plus précisément les figures 1 et 4, la partie périphérique 5 de la grille 1 présente, à l'opposé de la perforation d'injection 13, une perforation d'échappement 16 allongée qui s'étend le long du bord géométrique opposé de la perforation 3, cette perforation 16 étant divisée en deux parties. La partie périphérique 5 présente en outre, dans la face avant 14 de la grille 1, des rainures fines de liaison 17 qui débouchent d'une part dans la perforation d'échappement 16 et d'autre part entre certaines des pattes 7 qui lui sont adjacentes. Les pattes 7 présentent, dans la face arrière 8 de la grille 1, des évidements 18 qui s'étendent sur une partie de leur longueur et qui débouchent latéralement et des trous traversants 19 ménagés sensiblement au milieu de ces évidements 18. La plate-forme 4 présente, dans la face avant 14 de la grille 1, des creux 20 qui débouchent dans la perforation principale 3 et qui sont réalisés de façon décalée par rapport aux creux 11 prévus sur la face arrière 8 de la grille 1. En se reportant à la figure 6, on peut voir qu'on a représenté un moule d'injection 21 dans lequel peut être installée la grille 1 de façon à réaliser un corps de boîtier 22 tel que représenté sur les figures 7 et 8 en correspondance avec chaque zone 2i de la grille 1. Le moule 21 comprend une partie inférieure 23 et une partie supérieure 24 qui présentent des faces d'appui plates 25 et 26 entre lesquelles peut être prise la grille 1 de telle sorte que sa face arrière 8 soit en contact avec la face d'appui 25 de la partie inférieure 23 et sa face avant 14 soit en contact avec la face d'appui 26 de la partie supérieure 24. La partie supérieure 24 du moule 21 présente un évidement d'injection 27 qui s'étend le long de la perforation d'injection 13 de la grille 1 en dépassant légèrement du côté de son évidement allongé 15 de façon à constituer une fente allongée d'injection 28. La partie 24 du moule 21 présente également une cavité annulaire 29 formant un carré, qui s'étend au-dessus de la partie médiane des pattes de liaison 6 et des pattes en porte-à-faux 7 de façon à être traversée par des ces pattes, à distance de leurs extrémités intérieures et extérieures, les trous traversants 19 étant sensiblement au milieu de cette cavité 29 par rapport à sa direction transversale. Ainsi, la plate-forme centrale 4 et les parties d'extrémité intérieures des pattes 7 sont prises entre les parties 23 et 24 du moule 21, sur le côté intérieur de sa cavité 29, et la partie périphérique 5 et les parties extérieures des pattes 6 et 7 sont prises entre les parties 23 et 24 du moule 21, extérieurement à sa cavité 29, les pattes de liaison 7 passant dans l'espace séparant les parties 232 et 24 du moule 21. Il s'ensuit aussi que la perforation principale 13 de la grille 1 détermine une cavité entre les faces d'appui 25 et 26 des parties 23 et 24 du moule 21. Lors de l'injection d'une matière d'encapsulation, par exemple une résine thermodurcissible, dans la cavité d'injection 27 et la perforation d'injection 15, cette matière pénètre dans la cavité déterminée par la perforation principale 3 au travers de la fente allongée 28, sur tout un côté de cette perforation 3, en passant entre les pattes correspondantes. En avançant, la matière remplit, entre les faces 25 et 26 des parties de moule 23 et 24, les espaces entre les pattes 6 et 7 et les espaces entre les extrémités des pattes 7 et la plate-forme 4, remplit les creux arrière et avant 11 et 20 de la plateforme 4, remplit les évidements arrière 18 et les trous 19 des pattes 7, et remplit la cavité annulaire 29. Ce faisant, les gaz sont susceptibles de s'échapper de la cavité formée par la perforation principale 3 par les rainures fines de liaison 12 vers la rainure arrière périphérique 9 de la plate-forme 4 et éventuellement, par fuite, vers la rainure annulaire intérieure 10 de cette plate-forme, de telle sorte que la zone environnant la plateforme peut être convenablement remplie. En outre, les gaz sont susceptibles de s'échapper de la cavité réalisée par la perforation principale 3 vers la perforation d'échappement 16 au travers des rainures fines de liaison 17 qui sont situées à l'opposé de la zone d'injection constituée par la fente 28. Ainsi, les zones périphériques de la cavité formée par la perforation principale 3 peuvent être également convenablement remplies par la matière injectée. Comme le montrent les figures 7 et 8, le corps de boîtier 22 obtenu sur une zone 2i de la grille 1, après démoulage, comprend un anneau en saillie 30 de matière correspondant à la cavité 29 du moule 21 et un remplissage 31 de matière dans l'épaisseur de la grille 1 entre les pattes 6 et 7 et la plate-forme 4, dans les creux 11 et 20 et dans les évidements 18 et les trous 19 reliant ces évidements et l'anneau 30. Comme le montre la figure 9, on peut alors, pour chaque zone 2i de la grille 1, procéder à la fixation d'une puce de circuits intégrés 32 sur la face avant de la plate-forme 4 par l'intermédiaire d'une couche de colle, au branchement par soudage des extrémités de fils de connexion électrique 33 sur la face avant des parties intérieures des pattes 7 et sur des plots frontaux de la puce 32, et à la fixation de la partie périphérique d'une vitre 34 sur l'anneau 30 par l'intermédiaire d'une couche de colle 35, de façon à constituer un espace fermé 36 et étanche d'encapsulation de la puce 32 et des fils de connexion électrique 33. Après quoi, on peut procéder à la découpe, par exemple par sciage, de la grille 4 autour de l'anneau 30, en sectionnant les pattes 6 et 7, de façon à obtenir le boîtier semi-conducteur 22 tel que représenté sur la figure 9. *** Revendications 1. Grille plate en un matériau conducteur de l'électricité, destinée à la réalisation d'au moins un boitier semi-conducteur, présentant une face avant et une face arrière et au travers de laquelle est ménagée au moins une perforation (3) de façon à constituer, entre une plate-forme centrale (4) et une partie périphérique (5) située à distance l'une de l'autre, des pattes allongées rayonnantes (7) dont certaines présentent des extrémités extérieures et intérieures reliées respectivement à la partie périphérique et à la plate-forme et dont d'autres présentent des extrémités extérieures reliées à ladite partie périphérique et des extrémités intérieures situées à distance de la plate-forme, ladite grille étant destinée à être prise entre deux parties d'un moule d'injection d'une matière d'encapsulation délimitant entre elles au moins une cavité, dans une position telle que sa face arrière précitée soit en contact avec une surface d'appui d'une partie de ce moule, caractérisée par le fait que ladite plateforme (4) présente, sur sa face arrière venant en contact avec ladite surface d'appui dudit moule, au moins un évidement (9,10) formé à distance de sa périphérie. 2. Grille selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite plate-forme présente, sur sa face arrière, au moins une rainure de liaison (12) dont les extrémités débouchent d'une part dans ledit évidement et d'autre part dans ladite perforation. 3. Grille selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ladite plate-forme présente, sur sa face arrière, au moins un creux (11) ouvert dans ladite perforation, ladite rainure de liaison débouchant dans ce creux. 4. Grille selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit évidement comprend au moins une rainure (9) qui longe à distance au moins une partie de la périphérie de ladite plate-forme (4). 5. Grille selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que ledit évidement comprend au moins deux rainures (9,10) situées l'une à côté et à distance de l'autre, qui longent à distance au moins une partie de la périphérie de ladite plate-forme, au moins une rainure de liaison (12) débouchant d'une part dans la rainure extérieure et d'autre part dans ladite perforation. 6. Grille plate en un matériau conducteur de l'électricité, destinée à la réalisation d'au moins un boitier semi-conducteur, présentant une face avant et une face arrière et au travers de laquelle est ménagée au moins une perforation de façon à constituer, entre une plate-forme centrale et une partie périphérique située à distance l'une de l'autre, des pattes allongées rayonnantes dont certaines présentent des extrémités extérieures et intérieures reliées respectivement à ladite partie périphérique et à ladite plate-forme et dont d'autres présentent des extrémités extérieures reliées à ladite partie périphérique et des extrémités intérieures situées à distance de cette plate-forme, ladite grille étant destinée à être prise entre deux parties d'un moule d'injection d'une matière d'encapsulation délimitant entre elles au moins une cavité, dans une position telle que sa face arrière précitée soit en contact avec une surface d'appui d'une partie de ce moule, caractérisée par le fait que ladite partie périphérique (5) présente, dans sa partie prise entre les deux parties dudit moule, au moins un évidement d'échappement (16) qui s'étend à distance de ladite perforation (3) et est situé à distance de la zone d'injection de la matière d'encapsulation, ainsi qu'au moins une rainure de liaison (17) dont les extrémités débouchent d'une part dans ledit évidement d'échappement et d'autre part dans ladite perforation. 7. Grille selon la revendication 6, caractérisée par le fait que ledit évidement d'échappement (16) traverse ladite partie périphérique. 8. Grille selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée par le fait que ladite partie périphérique (5) présente une ouverture allongée d'injection (13) située à distance et longeant une partie de la périphérie de ladite perforation et un évidement de liaison (15) débouchant d'une part dans cette ouverture d'injection et d'autre part dans ladite perforation et constituant une fente d'injection de la matière d'injection dans cette perforation entre au moins deux desdites pattes. 9. Grille selon la revendication 8, caractérisée par le fait que ladite rainure de liaison (17) et ledit évidement de liaison (15) sont opposés par rapport à ladite plate-forme. 10. Grille plate en un matériau conducteur de l'électricité, destinée à la réalisation d'au moins un boîtier semi-conducteur, présentant une face avant et une face arrière et au travers de laquelle est ménagée au moins une perforation de façon à constituer, entre une plate-forme centrale et une partie périphérique située à distance l'une de l'autre, des pattes allongées rayonnantes dont certaines présentent des extrémités extérieures et intérieures reliées respectivement à ladite partie périphérique et à ladite plate-forme et dont d'autres présentent des extrémités extérieures reliées à ladite partie périphérique et des extrémités intérieures situées à distance de cette plate-forme, ladite grille étant destinée à être prise entre deux parties d'un moule d'injection d'une matière d'encapsulation délimitant entre elles au moins une cavité, dans une position telle que sa face arrière précitée soit en contact avec une surface d'appui d'une partie de ce moule, caractérisée par le fait qu'elle présente, sur une face venant en appui contre le moule, au moins un évidement ( 9) et une rainure de liaison (12) débouchant d'une part dans ledit évidement et d'autre part dans ladite perforation. 11. Corps de boîtier semi-conducteur comprenant une grille plate en un matériau conducteur de l'électricité présentant une face avant et une face arrière et constituant une plate-forme centrale et des pattes allongées de connexion électrique réparties autour de cette plate-forme et présentant une extrémité intérieure située du côté de la puce et une extrémité extérieure, ainsi que des moyens d'encapsulation d'une puce de circuits intégrés fixée sur la face avant de ladite plate-forme et de moyens de connexion électrique reliant ladite puce et lesdites pattes, lesdits moyens d'encapsulation étant tels que la face arrière de ladite grille est visible, caractérisée par le fait que ladite plate-forme (4) présente, sur sa face arrière, au moins un évidement (9,10) qui longe à distance au moins une partie de sa périphérie. 12. Corps selon la revendication 11, caractérisé par le fait que ladite plate-forme présente, sur sa face arrière, au moins une rainure de liaison (12) qui s'étend entre ledit évidement et la périphérie de cette plate-forme, les extrémités de cette rainure de liaison débouchant d'une part dans ladite rainure principale et d'autre part latéralement à ladite plate-forme. 13. Corps selon la revendication 12, caractérisé par le fait que ladite plate-forme présente, sur sa face arrière, au moins un creux (11) qui débouche latéralement à ladite plate-forme (4), ladite rainure de liaison (12) débouchant dans ce creux. 14. Corps selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé par le fait que ledit évidement comprend au moins deux rainures (9,10) qui sont situées l'une à côté et à distance de l'autre, qui longent à distance au moins une partie de la périphérie de ladite plate-forme, au moins une rainure de liaison (12) débouchant d'une part dans la rainure extérieure et d'autre part dans latéralement à ladite plate-forme. 15. Corps selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'encapsulation comprennent un matériau d'enrobage (31) qui s'étend, à partir de la face arrière de ladite grille, au moins entre lesdites pattes et entre ces pattes et ladite plate-forme. 16. Corps selon la revendication 15, caractérisé par le fait que, caractérisé par le fait que ledit matériau d'enrobage constitue, en avant de ladite grille, un anneau en saillie (30) traversé par lesdites pattes et à distance de leurs extémités intérieures et extérieures.