Brevet FR2869453A1 — publié le 20051028

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'application d'une masse de revêtement à plusieurs composants sur un substrat module semi-conducteur. De telles masses de revêtement à plu- s sieurs composants peuvent être notamment un adhésif ou une colle à deux composants et aussi des masses coulées à plusieurs composants par exemple un gel de silicone à deux composants. Etat de la technique Lorsqu'on utilise des colles ou adhésifs à deux composants on mélange en général les composants à leur arrivée dans la buse du dis- positif applicateur. Cela définit une durée de séjour maximale autorisée de la colle mélangée dans la buse. Or, les colles ou adhésifs utilisés pour les composants électroniques sont optimisées du point de vue de leur accrochage et en outre du point de vue de leur conductivité thermique en parti- culier lorsqu'elles sont utilisées avec des semi-conducteurs de puissance. Pour réaliser le revêtement ou l'application on utilise ainsi des buses distribuant un gel de liquide d'une manière suffisamment rapide. Pour cela, on ne peut utiliser des buses de dimension trop petite, car une petite buse c'est-à-dire une buse de faible diamètre intérieur pourrait se boucher par le mélange des composants. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé et un dispositif remédiant à de tels inconvénients et permettant un dosage fin et un positionnement précis d'une masse de revêtement à plusieurs composants sur le substrat d'un module et permettant notamment de positionner et de dimensionner de façon précise des points d'adhésif ou de colle de faible épaisseur. L'invention se propose également de charger d'une masse thermoconductrice appropriée par exemple les intervalles entre les points d'adhésif, en plus de la réalisation des points d'adhésif pour permettre une meilleure évacuation de la puissance dégagée par les composants une fois collés. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un procédé du type défini ci- dessus caractérisé en ce qu'on applique sur une zone de dosage différents composants de la masse de revêtement à l'aide d'au moins deux micro- soupapes de dosage d'un dispositif applicateur de revêtement. Selon d'autres caractéristiques avantageuses du procédé : on règle séquentiellement les micro-soupapes de dosage sur un axe commun, et sur l'axe commun on applique chaque fois un composant sur la zone de dosage, on aligne parallèlement les micro-soupapes de dosage du dispositif applicateur, la première micro-soupape de dosage applique le produit composant, ensuite on règle la seconde micro-soupape de dosage parallèlement à la position précédente de la première micro-soupape de dosage, et la seconde micro-soupape de dosage applique le second composant, on couple rigidement les micro-soupapes de dosage dans le dispositif applicateur à l'aide d'une pièce de couplage et après application du premier composant on déplace globalement le dispositif applicateur, les micro-soupapes de dosage appliquent au moins deux composants sur une zone de dosage suivant des angles d'application différents, les micro-soupapes de dosage appliquent simultanément les compo- sants, les composants sont ceux d'un adhésif multi-composants, une troisième micro-soupape de dosage applique une masse thermoconductrice dans les intervalles entre les points d'adhésif, la masse de revêtement est un gel de silicone à plusieurs composants ou un adhésif au silicone à plusieurs composants, on applique au moins deux couches du premier composant et au moins deux couches du second composant en procédant par alternance. L'invention concerne entre autres un procédé de fabrication d'un module semi-conducteur sur un substrat caractérisé en ce qu'on ap- plique des points d'adhésifs par la mise en oeuvre du procédé, et ensuite on place les composants sur les points d'adhésif. L'invention concerne également un dispositif du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu'une première micro-soupape de dosage comporte une première buse pour appliquer un premier composant suivant un premier axe, et une seconde micro-soupape de dosage ayant une seconde buse peut appliquer un second composant suivant un second axe, les axes des microsoupapes de dosage étant dirigés vers une zone de dosage commune d'un substrat. Ainsi, l'invention permet de répondre aux problèmes posés et par exemple d'installer la micro-soupape de dosage appliquant la masse thermoconductrice à une distance différente par rapport au substrat et de l'orienter ainsi différemment. Des masses de revêtement prévues même pour la passivation telles que des gels de silicone à plusieurs composants pourront être dosées de manière précise et former les couches minces, c'est-à-dire réaliser des applications avec une économie de matière. Selon l'invention le procédé et le dispositif permettant d'appliquer une masse de revêtement sur un substrat qui peut être par exemple un boîtier, une plaque de circuit ou un substrat en céramique; il peut servir à la fabrication d'empilage de puces par exemple en technique Flip-Chip ou en technique de pile de Chips l'un des Chips servant de substrat. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un module et selon ce procédé on applique tout d'abord des points de colle ou d'adhésif par le procédé d'application selon l'invention et ensuite on fixe les composants sur les points de colle ou d'adhésif. Cela permet d'obtenir des modules avec un positionnement précis et une densité de couche défi- nie pour la colle. L'application de la masse de revêtement à plusieurs composants peut également se faire en alternant plusieurs couches; sur une première couche du premier composant on applique une première couche du second composant, et ensuite la seconde couche du premier compo- sant puis la seconde couche du second composant. Cela permet d'appliquer deux couches ou plus de succession de couches, avec un bon mélange des composants. Selon d'autres caractéristiques du dispositif: les micro-soupapes de dosage comportent des éléments piézo- électriques ou des éléments électromécaniques pour émettre des bou- clettes, - les micro-soupapes sont alignées parallèlement et sont reliées par une pièce de couplage, un dispositif de réglage étant prévu pour régler les micro-soupapes de dosage couplées par la pièce de couplage, les micro- soupapes de dosage sont disposées suivant des angles différents par rapport au substrat et les axes des micro-soupapes de dosage se rencontrent dans la zone de dosage. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de quelques exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif selon l'invention avec application séquentielle des composants, la figure 2 est une vue en perspective d'un autre dispositif selon l'invention avec application indépendante des composants. Description de modes de réalisation Selon les figures, un module 1 comporte un substrat 2 par exemple une plaque de circuit et des composants 3 fixés sur le substrat 2. Au moins une partie des composants 3 est fixée au substrat à l'aide de points de colle 4 formés d'une colle à deux composants. Ces deux composants sont appliqués par le dispositif applicateur 5 selon le mode de réalisation de la figure 1. Comme colle à deux composants pour les points de colle 4 on peut par exemple utiliser une colle au silicone. Le dispositif applicateur 5 de la figure 1 comprend une première microsoupape de dosage 6 ayant une première buse 7 alignée sur un premier axe A ainsi qu'une seconde micro-soupape de dosage 9 avec une seconde buse 10 alignée suivant un second axe B. Les axes A et B sont parallèles et les micro-soupapes de dosage 6, 9 sont couplées rigidement l'une à l'autre par une pièce de couplage 11. Les micro-soupapes de dosage ont par exemple des éléments piézo-électriques ou électromécaniques permettant d'expulser des gouttelettes. Pour appliquer les points de colle 4 à plusieurs composants sur le substrat 2, on applique tout d'abord avec la première micro- soupape de dosage 6, un premier composant de colle 12 suivant le premier axe A sur une zone de colle 13 du substrat 2 constituant la zone de dosage selon l'invention; puis on déplace le dispositif applicateur 5 pour que la seconde micro-soupape de dosage 9 vienne dans la position occu- pée antérieurement par la première micro-soupape de dosage 6; ainsi le second axe B vient dans la position et l'alignement antérieur du premier axe A pour être déplacé le long de ce même axe et appliquer un second composant de colle 14 sur la même zone de colle 13 du substrat 2; les composants de colle ou d'adhésif 12, 14 sont mélangés pour former le point de colle 4. Le mélange des composants de colle 12, 14 se fait bien par la rencontre des gouttelettes de colle respectives. Dans le mode de réalisation de la figure 2, le dispositif applicateur 20 permet d'appliquer les composants de colle ou d'adhésif 12, 14 indépendamment l'un de l'autre sur la zone de colle 13 du substrat 2. Les micro-soupapes de dosage 6, 9 du dispositif applicateur 20 n'ont pas d'axe A et B parallèles mais ces axes font entre eux un angle a et ils sont alignés sur la zone de colle 13; ces micro-soupapes de dosage peuvent ainsi appliquer les composants de colle 12, 14 indépendamment l'un de l'autre. Cela peut se faire notamment de manière simultanée mais en principe on peut également faire l'application séquentiellement. Les modes de réalisation des figures 1 et 2 peuvent être combinés de manière appropriée. Ainsi les composants de colle 12, 14 peuvent être appliqués par le dispositif applicateur 20 de la figure 2 sur la zone de colle 13 pour réaliser les points de colle 4 et ensuite on peut appliquer par exemple une pâte thermoconductrice dans les intervalles des points de colle 4 à l'aide du dispositif applicateur 5 de la figure 1. L'application de chaque composant peut se faire par une to impulsion de dosage ou plusieurs impulsions de dosage. Les deux modes de réalisation représentés permettent également de réaliser une application alternée des deux composants de colle 12, 14 ainsi que d'autres masses de revêtement à deux composants. Ainsi la micro- soupape de dosage 6 applique par exemple une première couche du premier composant de colle 12 puis la seconde micro-soupape de do-sage 9 applique une première couche du second composant de colle 14 et ensuite on applique une ou plusieurs autres telles couches. REVENDICATIONS 1 ) Procédé d'application d'une masse de revêtement (4) à plusieurs composants sur un substrat (2) d'un module semi-conducteur (1), caractérisé en ce qu' on applique sur une zone de dosage (13) différents composants (12, 14) de la masse de revêtement (4) à l'aide d'au moins deux micro-soupapes de dosage (6, 9) d'un dispositif applicateur de revêtement (5, 20). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on règle séquentiellement les micro-soupapes de dosage (6, 9) sur un axe commun (A) , et sur l'axe commun (A) on applique chaque fois un composant (12, 14) sur la zone de dosage (13). 3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' on aligne parallèlement les micro-soupapes de dosage (6, 9) du dispositif applicateur (5), la première micro-soupape de dosage (6) applique le produit composant (12), ensuite on règle la seconde micro-soupape de dosage (9) parallèlement à la position précédente de la première micro-soupape de dosage (9), et la seconde micro-soupape de dosage (9) applique le second composant (14). 4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' on couple rigidement les micro-soupapes de dosage (6, 9) dans le dispositif applicateur (5) à l'aide d'une pièce de couplage (11) et après application du premier composant (12) on déplace globalement le dispositif applicateur (5). 5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les microsoupapes de dosage (6, 9) appliquent au moins deux composants (12, 14) sur une zone de dosage (13) suivant des angles d'application différents. 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les microsoupapes de dosage (6, 9) appliquent simultanément les composants (12, 14) . 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' les composants (12, 14) sont ceux d'un adhésif multi-composants (4). 8 ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' une troisième micro-soupape de dosage applique une masse thermoconductrice dans les intervalles entre les points d'adhésif (4). 9 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse de revêtement est un gel de silicone à plusieurs composants ou un adhésif au silicone à plusieurs composants. 10 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on applique au moins deux couches du premier composant (12) et au moins deux couches du second composant (14) en procédant par alternance. 11 ) Procédé de fabrication d'un module semi-conducteur (1), caractérisé en ce que sur un substrat (2) on applique des points d'adhésifs (4) par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, et ensuite on place les composants (3) sur les points d'adhésif. 12 ) Dispositif pour appliquer une masse de revêtement à plusieurs composants, caractérisé en ce qu' une première micro-soupape de dosage (6) comporte une première buse (7) pour appliquer un premier composant (12) suivant un premier axe (A), et une seconde micro-soupape de dosage (9) ayant une seconde buse (10) peut appliquer un second composant (14) suivant un second axe (B), les axes (A, B) des micro-soupapes de dosage (6, 9) étant dirigés vers une zone de dosage commune (13) d'un substrat (2). 13 ) Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les micro-soupapes de dosage (6, 9) comportent des éléments piézo-électriques ou des éléments électromécaniques pour émettre des bouclet-5 tes. 14 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que les micro-soupapes (6, 9) sont alignées parallèlement et sont reliées par 10 une pièce de couplage (11), un dispositif de réglage étant prévu pour régler les micro-soupapes de dosage (6, 9) couplées par la pièce de couplage (11). 15 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que les micro-soupapes de dosage (6, 9) sont disposées suivant des angles différents par rapport au substrat (2) et les axes (A, B) des micro-soupapes de dosage (6, 9) se rencontrent dans la zone de dosage (13).