Brevet FR2835653A1 — publié le 20030808

Dispositif semi-conducteur optique La présente invention concerne le domaine des dispositifs semi-conducteurs optiques et plus particulièrement la mise en boîtiers de puces de circuits intégrés à capteurs optiques. Avant d'utiliser de façon courante des puces de circuits intégrés, il est connu de les monter dans des boîtiers présentant des cavités au fond desquelles les puces sont collées. Dans le cas où les puces de circuits intégrés présentent dans leur face avant un capteur optique, la paroi avant de la cavité du boîtier est constituée par une vitre transparente. Le but de la présente invention est de proposer un montage d'une puce de circuits intégrés à capteur optique très différent de ceux généralement connus. La présente invention a tout d'abord pour objet un dispositif semi-conducteur optique qui comprend une puce de circuits intégrés présentant dans sa face avant un capteur optique, une plaque support sur une face avant de laquelle est fixée la face arrière de la puce et des moyens de connexion électrique de la puce à la plaque support. Selon l'invention, ce dispositif comprend en outre un anneau de protection fixé sur la face avant de la puce, autour et à distance du capteur optique, et un anneau en une matière d'enrobage entourant la périphérie de la puce et s'étendant entre la face avant de la plaque support et ledit anneau de protection. Selon l'invention, lesdits moyens de connexion électrique comprennent de préférence des fils de liaison reliés d'une part à des plots de connexion électrique réalisés sur la face avant de la puce, à la périphérie dudit anneau de protection, et d'autre part à des plots de connexion électrique de la face avant de la plaque support, ces fils étant noyés dans ledit anneau d'enrobage. Le dispositif semi-conducteur optique selon l'invention peut avantageusement comprendre un anneau auxiliaire fixé sur la face avant de la plaque support, à distance de la périphérie de la puce, ledit anneau d'enrobage s'étendant jusqu'à cet anneau auxiliaire. Le dispositif semi-conducteur optique selon l'invention peut avantageusement comprendre un porte-lentille annulaire fixé sur ledit anneau de protection ou intégrant cet anneau. Le dispositif semi-conducteur optique selon l'invention peut avantageusement comprendre une vitre placée en avant de la face avant de la puce et portée par ledit anneau de protection. Selon l'invention, ladite vitre est de préférence portée par un porte-vitre annulaire fixé sur ledit anneau de protection ou intégrant cet anneau. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un dispositif semi-conducteur optique comprenant une puce de circuits intégrés présentant dans sa face avant un capteur optique, une plaque support sur une face avant de laquelle est fixée la face arrière de la puce et des moyens de connexion électrique de la puce à la plaque support. Selon l'invention, ce procédé consiste à fixer un anneau de protection sur la face avant de la puce, autour et à distance du capteur optique, et à déposer une matière d'enrobage entourant la périphérie de la puce et s'étendant entre la face avant de la plaque support et ledit anneau de protection de façon à constituer un anneau d'enrobage. Le procédé selon l'invention peut avantageusement consister, avant l'opération de dépôt dudit anneau d'enrobage, à déposer un anneau auxiliaire sur la face avant de la plaque support, à distance de la périphérie de la puce, ledit anneau d'enrobage s'étendant jusqu'à cet anneau auxiliaire. Le procédé selon l'invention peut avantageusement consister à fixer sur ledit anneau de protection une vitre et/ou un porte-lentille. Le procédé selon l'invention peut avantageusement consister à fixer sur la face avant de la puce un porte-vitre et/ou un porte- lentille, intégrant ledit anneau de protection. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de dispositifs semi-conducteurs optiques décrits à titres d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel : - la figure 1 représente une coupe transversale d'un premier dispositif semi-conducteur optique selon la présente invention ; - la figure 2 représente une vue de dessus partielle du dispositif semi-conducteur optique de la figure 1 ; - et la figure 3 représente une coupe transversale d'un second dispositif semi-conducteur optique selon la présente invention. En se reportant aux figures 1 et 2, on peut voir qu'on a représenté un dispositif semi-conducteur optique 1 qui comprend une plaque support et de connexion électrique 2, souple ou rigide, sur la face avant 2a de laquelle est fixée la face arrière d'une puce de circuits intégrés 3 par l'intermédiaire d'une couche de colle 4, en particulier une colle époxy, la partie centrale de la face avant 5 de la puce 3 présentant un capteur optique 6. Sur la face avant 5 de la puce 3 est fixé, entre et à distance du capteur optique 6 et du bord périphérique de cette face avant, un anneau de protection 7 grâce à un filet annulaire de colle 7a. Cet anneau de protection 7, par exemple torique, peut être réalisé en silicone ou en une matière thermoplastique. A l'extérieur de l'anneau de protection 7, la face avant 5 de la puce 3 présente des plots de connexion électrique 8 qui sont reliés à des plots de connexion électrique 9 prévus sur la face avant 2a de la plaque 2 à la périphérie et à distance de la puce 3, par l'intermédiaire de fils électriques de liaison 10. Les plots de connexion électrique avant 9 de la plaque 2 sont par exemple reliés à des plots de connexion électrique arrière 11 de la plaque 2 via un réseau intégré 12. Le dispositif semi-conducteur optique 1 comprend en outre un anneau d'enrobage 13 qui entoure la périphérie de la puce 3 et qui s'étend entre la face avant 2a de la plaque 2 et l'anneau de protection 7, les fils de connexion électrique 10 étant noyés dans cet anneau de protection 7, les fils de connexion électrique 10 étant noyés dans cet anneau d'enrobage. L'anneau d'enrobage 13 est de préférence en une résine époxy anhydride à très forte imperméabilité et à faible coefficient de dilatation, cette résine pouvant être chargée avec des grains de silice amorphe. Le dispositif semi-conducteur optique 1 comprend en outre un porte-lentille annulaire 14 dont la face arrière est fixée sur l'anneau de protection 7 et/ou sur la face avant de l'anneau d'enrobage 13 par l'intermédiaire d'une couche de colle 15, le portelentille 14 présentant un passage 16 dans lequel est installée une lentile optique 17, de telle sorte que cette dernière s'étende en face et à distance du capteur optique 6 de la puce 3. De préférence, la face avant de l'anneau d'enrobage 13 est située légèrement en retrait par rapport au-dessus de l'anneau de protection 7. Pour fabriquer le dispositif semi-conducteur optique 1 on peut procéder de la manière suivante. On fixe la puce 3 sur la plaque-support 2 grâce à la couche de colle 4 préalablement déposée. On monte les fils de connexion électrique 10 puis on colle l'anneau de protection 7 sur la face avant 5 de la puce 3. Dans une variante, ces deux opérations pourraient ère inversées. On dépose sous sa forme liquide la matière constituant l'anneau de protection 13 et on fait durcir cette matière en disposant le montage dans un four. Enfin, on fixe le porte-lentille 14 en ayant préalablement déposé la couche de colle 15. Dans une variante de réalisation, on pourrait interposer entre l'anneau de protection 7 et le porte-lentille 14 une vitre transparente en la collant sur l'anneau de protection 7 et/ou sur l'anneau d'enrobage 13 et puis coller le porte-lentille 14 sur cette vitre. En se reportant à la figure 3, on peut voir qu'on a représenté un dispositif semi-conducteur optique 18 qui, comme dans l'exemple précédent, comprend une plaque-support et de connexion électrique 2, une puce de circuits intégrés 3 et des fils de connexion électrique 10 de la puce 3 à la plaque 2. Le dispositif semi-conducteur optique 18 se différencie du dispositif semi-conducteur optique de l'exemple précédent par les points suivants. Le dispositif semi-conducteur optique 18 comprend un portevitre annulaire 19 qui est fixé sur la face avant 5 de la puce 3 par l'intermédiaire d'un filet annulaire de colle 20, au même endroit que l'était l'anneau de protection 7. Ce porte-vitre 19 porte, dans son passage central 21, une vitre 22 qui s'étend à distance de la face avant 5 de la puce 3 et donc du capteur optique de cette dernière. Sur le porte-vitre 19 ou la vitre 22 est fixé un porte-lentille annulaire 23 par l'intermédiaire d'un filet annulaire de colle 24, dans le passage traversant 25 duquel est intallée une lentille optique 26. Le dispositif semi-conducteur optique 18 comprend en outre un anneau auxiliaire 27 qui s'étend sur la face avant 2a de la plaque 2, à la périphérie et à distance des plots 9 de connexion électrique, ainsi qu'un anneau d'enrobage 28 qui entoure la périphérie de la puce 3 et qui s'étend entre d'une part la face avant 2a de la plaque 2 et l'anneau auxiliaire 27 et d'autre part la périphérie du porte-vitre 19, les fils électriques 10 étant noyés dans cet anneau d'enrobage 28. L'anneau d'enrobage 28 correspond à l'anneau d'enrobage 13 de l'exemple précédent tandis que l'anneau auxiliaire 27 est de préférence en une résine époxy très isotropique. Pour fabriquer le dispositif semi-conducteur 18, on peut procéder de la manière suivante. Après avoir fixé la puce 3 sur la plaque support 2 et installé les fils de connexion électrique 10, on fixe le porte-vitre 19 sur la face frontale 5 de la puce 2 et on dépose la matière devant constituer l'anneau auxiliaire 27, le porte-vitre 19 constituant un anneau de protection. Ces opérations peuvent être effectuées dans un ordre différent. Après durcissement de l'anneau auxiliaire 27, on dépose sous sa forme liquide la matière devant constituer l'anneau d'enrobage 28 et, comme dans l'exemple précédent, on provoque son durcissement en plaçant le montage dans un four. Enfin, on monte le porte-lentille 23 sur le porte-vitre 19. Dans une variante, on pourrait fixer le porte lentille 23 avant de déposer l'anneau d'enrobage 28. On pourrait aussi fabriquer d'une seule pièce le porte-vitre 19 et le porte-lentille 23. La présente invention ne se limite pas aux exemples cidessus décrits. Bien des variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Dispositif semi-conducteur optique comprenant une puce de circuits intégrés présentant dans sa face avant un capteur optique, une plaque support sur une face avant de laquelle est fixée la face arrière de la puce et des moyens de connexion électrique de la puce à la plaque support, caractérisé par le fait qu'il comprend un anneau de protection (7 ; 19) fixé sur la face avant de la puce (3), autour et à distance du capteur optique (6), et un anneau (13 ; 28) en une matière d'enrobage entourant la périphérie de la puce et s'étendant entre la face avant de la plaque support (2) et ledit anneau de protection. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de connexion électrique comprennent des fils de liaison (10) reliés d'une part à des plots de connexion électrique réalisés sur la face avant de la puce, à la périphérie dudit anneau de protection, et d'autre part à des plots de connexion électrique de la face avant de la plaque support, ces fils étant noyés dans ledit anneau d'enrobage. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comprend un anneau auxiliaire (27) fixé sur la face avant de la plaque support, à distance de la périphérie de la puce, ledit anneau d'enrobage s'étendant jusqu'à cet anneau auxiliaire. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un porte-lentille annulaire (14 ; 19, 24)) fixé sur ledit anneau de protection ou intégrant cet anneau. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend une vitre (22) placée en avant de la face avant de la puce et portée par ledit anneau de protection. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite vitre est portée par un porte-vitre annulaire (19) fixé sur ledit anneau de protection ou intégrant cet anneau. 7. Procédé de fabrication d'un dispositif semi-conducteur optique comprenant une puce de circuits intégrés présentant dans sa face avant un capteur optique, une plaque support sur une face avant de laquelle est fixée la face arrière de la puce et des moyens de connexion électrique de la puce à la plaque support, caractérisé par le fait qu'il consiste à fixer un anneau de protection (7 ; 19,23) sur la face avant de la puce, autour et à distance du capteur optique, et à déposer une matière d'enrobage entourant la périphérie de la puce et s'étendant entre la face avant de la plaque support et ledit anneau de protection de façon à constituer un anneau d'enrobage. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il consiste, avant l'opération de dépôt dudit anneau d'enrobage, à déposer un anneau auxiliaire (27) sur la face avant de la plaque support, à distance de la périphérie de la puce, ledit anneau d'enrobage s'étendant jusqu'à cet anneau auxiliaire. 9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il consiste à fixer sur ledit anneau de protection une vitre (22) et/ou un porte-lentille (14 ; 23). 10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il consiste à fixer sur la face avant de la puce un porte-vitre et/ou un porte-lentille, intégrant ledit anneau de protection.