Brevet FR2862425A1 — publié le 20050520

PROCEDE DE FIXATION D'UN MODULE DE PUCE La présente invention concerne un procédé de fixation d'un module de puce dans un évidement d'un corps de carte. La présente invention concerne en outre un outil de refroidissement destiné à la réalisation d'un tel procédé. Ainsi que cela est par exemple décrit dans le traité Du plastique à la carte à puce , Haghiri/Tarantino, pages 175 à 179, un procédé fréquemment appliqué lors de la fabrication de cartes à puce consiste à insérer un module de puce dans un évidement, prévu à cet effet, d'un corps de carte et à le fixer par un assemblage par colle. Pour commencer, le module de puce est, en particulier, enduit d'une colle thermodurcissable. En cas d'utilisation d'une colle thermodurcissable, l'assemblage par colle est réalisé entre le module de puce et le corps de carte à l'aide d'un poinçon chauffé. Puis, le module de puce est pressé avec un poinçon de refroidissement et refroidi. Avec cette technique, une fixation fiable et durable du module de puce sur le corps de carte peut être obtenue. Cependant, de fortes contraintes mécaniques peuvent parfois survenir dans le module de puce ce qui peut entraîner une déformation du module de puce, en particulier peut se produire un bombement des surfaces de contact du module de puce qui se trouvent à l'extérieur d'une zone autorisée. L'objectif de la présente invention est de maintenir la défonnation du module de puce dans un cadre raisonnable lors de la fixation d'un module de puce sur un corps de carte à l'aide d'une colle thermodurcissable. Cet objectif est atteint par un procédé de fixation d'un module de puce dans un évidement d'un corps de carte, le module de puce étant chauffé au moins par sections, puis un outil de refroidissement étant pressé contre le module de puce et/ou contre le corps de carte, ce procédé étant caractérisé en ce qu'un fluide de refroidissement est acheminé au module de puce via l'outil de refroidissement. Selon un mode de réalisation du procédé de l'invention, l'outil de refroidissement est appliqué de manière à ,ce qu'il soit ajusté de façon étanche contre le module de puce et/ou contre le corps de carte. Selon un autre mode de réalisation du procédé de l'invention, la température du fluide de refroidissement est diminuée au cours de l'acheminement jusqu'au module de puce grâce à l'outil de refroidissement. Selon encore un autre mode de réalisation du procédé de l'invention, le fluide de refroidissement est acheminé au module de puce sous la forme d'un flux continu. R:\Brevets\23100\23190.doc - 8 novembre 2004 - 1 /9 Selon un autre mode encore de réalisation du procédé de l'invention, le fluide de refroidissement est acheminé au module de puce avec une surpression par rapport à la pression atmosphérique. Selon un mode d'exécution du procédé de l'invention, la surpression du fluide de refroidissement est réglée à une valeur spécifiable. Selon un autre mode d'exécution du procédé de l'invention, le module de puce est déformé par le fluide de refroidissement. Selon encore un autre mode d'exécution du procédé de l'invention, un bombement du module de puce est réalisé dans l'évidement Selon un autre mode encore d'exécution du procédé de l'invention, un gaz, de préférence de l'air, est utilisé en tant que fluide de refroidissement. La présente invention a également pour objet un outil de refroidissement destiné au refroidissement d'un module de puce disposé dans un évidement d'un corps de carte, comportant une surface d'applique qui est approchée du module de puce lors du fonctionnement de l'outil de refroidissement, caractérisé en ce qu'est prévu, pour le transfert de fluide de refroidissement, au moins un canal, lequel est ouvert vers la surface d'applique. Selon un mode d'exécution de l'outil de l'invention, un élément d'étranglement est disposé dans le canal. Selon un autre mode d'exécution de l'outil de l'invention, le canal s'élargit vers la surface d'applique. Pour le procédé selon l'invention de fixation d'un module de puce dans un évidement d'un corps de carte, le module de puce est chauffé au moins par sections, puis un outil de refroidissement est pressé contre le module de puce et/ou contre le corps de carte. La particularité du procédé selon l'invention réside dans le fait qu'un fluide de refroidissement est acheminé au module de puce via l'outil de refroidissement. L'invention présente l'avantage que le module de puce peut être fixé en grande partie dans un mode plan-parallèle dans le corps de carte. Ce faisant, aussi bien un bombement propre du module de puce qu'un bombement dû à la chaleur peut être aplani et le module de puce peut être fixé dans des condidtions de tolérances de bombement inférieures. Dans le cadre du procédé selon l'invention, l'outil de refroidissement peut être appliqué de manière à ce qu'il soit ajusté de façon étanche contre le module de puce et/ou contre le corps de carte. Afin d'obtenir un bombement aussi efficient que possible, la température du fluide de refroidissement peut être réduite au cours de l'acheminement jusqu'au module de puce grâce à l'outil de refroidissement. Ce faisant, il est particulièrement R. \Brevets\23 I00'23190. doc - 8 novembre 2004 - 2/9 avantageux que le fluide de refroidissement soit acheminé au module de puce sous forme de flux continu. Le transfert de chaleur est amélioré grâce au flux. Le fluide de refroidissement est de préférence acheminé au module de puce avec une surpression par rapport à la pression atmosphérique. La surpression du fluide de refroidissement peut ce faisant être réglée à une valeur spécifiable afin d'établir des rapports définis et d'obtenir des résultats reproductibles. Le module de puce peut être déformé grâce au fluide de refroidissement. Un bombement du module de puce peut en particulier être réalisé dans l'évidement. Ce faisant, une forme définie du module de puce est obtenue en fin de compte après le refroidissement. Dans le procédé selon l'invention, u.n gaz, de préférence de l'air, est utilisé en tant que fluide de refroidissement. L'utilisation d'air présente en particulier l'avantage que les dépenses peuvent être maintenues très réduites étant donné que de l'air est disponible à peu de frais et qu'aucune mesure coûteuse n'est nécessaire pour l'admission et l'évacuation d'air. L'outil de refroidissement selon l'invention destiné au refroidissement d'un module de puce disposé dans un évidement d'un corps de carte présente une surface d'applique qui est approchée du module de puce lors du fonctionnement de l'outil de refroidissement. La particularité de l'outil de refroidissement selon l'invention réside dans le fait qu'au moins un canal est prévu pour le transfert de fluide de refroidissement, qui est ouvert vers la surface d'applique. Dans un exemple de réalisation préféré de l'outil de refroidissement selon l'invention, un élément d'étranglement est disposé dans le canal. A l'aide de l'élément d'étranglement, un flux continu du fluide de refroidissement peut être obtenu à travers le canal. Afin d'obtenir un impact d'une surface aussi grande que possible du fluide de refroidissement sur le module de puce, le canal peut être réalisé de manière à ce qu'il s'élargisse vers la surface d'applique. L'invention est expliquée ci-après plus en détails au moyen de l'exemple de réalisation représenté sur le dessin. Les figures suivantes montrent ce qui suit: La figure 1 montre un instantané au cours de la fabrication d'une carte à puce avec le procédé selon l'invention dans une représentation en coupe schématisée et La figure 2 montre un autre instantané au cours de la fabrication de la carte à puce avec le procédé selon l'invention dans une représentation correspondant à la figure 1. La figure 1 montre un instantané au cours de la fabrication d'une carte à puce avec le procédé selon l'invention dans une représentation en coupe schématisée. La carte à puce est représentée par extraits dans une zone de son corps de carte 1 dans R:\Brevets\23100\23190. doc - 8 novembre 2004 3/9 laquelle un évidement 2 à deux niveaux est réalisé. Un module de puce 3 est disposé dans l'évidement 2, lequel module de puce présente un circuit intégré 4. Le circuit intégré 4 est disposé sur une surface principale d'un support 5 mince et est noyé dans une masse de scellement 6. De manière à conduire le courant, des surfaces de contact 7 sont réalisées sur une seconde surface principale du support 5 et y sont assemblées avec le circuit intégré 4. Dans une réalisation en variante du module de puce 3, aucun support 5 n'est prévu de manière à ce que le circuit intégré 4 soit fixé directement sur les surfaces de contact 7. Sur le côté du support 5 sur lequel le circuit intégré 4 est disposé, une colle thermodurcissable 8, par exemple sous la forme d'un film adhésif, est appliquée sur le support 5. La colle thermodurcissable 8 s'étend encore partiellement au-dessus de la masse de scellement 6 et repose sur un niveau 9 circulant à l'extérieur dans l'évidement 2. Au moment représenté sur la figure 1, la colle thermodurcissable 8 se trouve à une température nettement supérieure à la température ambiante et est ainsi ramollie. Une température accrue peut par exemple résulter d'une admission de chaleur réalisée au préalable au moyen d'un poinçon chauffant. Les températures ainsi obtenues se situent traditionnellement dans la plage comprise entre 150 et 225 C. Au moment représenté, l'échauffement est terminé et un refroidissement est accompli au moyen d'un poinçon de refroidissement 10 réalisé selon l'invention. Le poinçon de refroidissement 10 présente, sur son côté tourné vers le module de puce 3, un insert de poinçon 11 avec une face terminale 12 réalisée plane. Un canal d'air comprimé 13 s'étend au centre de l'insert de poinçon 11 perpendiculairement à la face terminale 12, lequel canal d'air comprimé s'élargit en forme de cône vers la face terminale 12. Sur le côté opposé de l'insert de poinçon 11, le canal d'air comprimé 13 se poursuit dans le poinçon de refroidissement 10 avec une section transversale nettement élargie. Le canal d'air comprimé 13 est raccordé à un système à air comprimé non représenté sur la figure, un régulateur de pression de précision étant disposé dans la conduite d'admission d'air comprimé 16 jusqu'au poinçon de refroidissement 10, une surpression traditionnellement comprise entre 0 et 2 bars au-dessus de la pression atmosphérique pouvant être réglée grâce audit régulateur de pression de précision. Un élément d'étranglement 14 est disposé afin de pouvoir influencer dans une large mesure les transitions entre l'admission avec de l'air comprimé et l'élimination de la pression. Des canaux d'eau de refroidissement 15 sont en outre disposés clans le poinçon de refroidissement 10, qui sont traversés par de l'eau de refroidissement. Ce faisant, le flux et la température de l'eau de refroidissement sont contrôlés de manière à ce que la température du poinçon de refroidissement 10 soit réglée à une valeur constante. R:\Brevets\23100\23190.doc - 8 novembre 2004 - 4/9 Le poinçon de refroidissement 10 sert à refroidir le module de puce 3 ainsi que la colle thermodurcissable 8 et ainsi, à fixer le module de puce 3 dans l'évidement 2 du corps de carte 1. Pour ce faire, le corps de carte 1 est transporté jusqu'au poinçon de refroidissement 10 après la phase d'échauffement avec le module de puce 3 disposé dans l'évidement 2. Puis, le poinçon de refroidissement 10 est approché du corps de carte 1 et pressé avec la face terminale 12 de l'insert de poinçon 11 contre les surfaces de contact 7 du module de puce 3. Selon le mode de réalisation représenté, la face terminale 12 de l'insert de poinçon 11 est plus grande que la zone des surfaces de contact 7 du module de puce 3. De cette manière, la face terminale 12 de l'insert de poinçon 11 est pressée dans les environs de l'évidement 2 contre la surface du corps de carte 1. Selon une variante non représentée de l'invention, la face terminale 12 de l'insert de poinçon 11 peut également prendre pour l'essentiel la forme des surfaces de contact 7. La pression d'application est limitée dans les deux cas à une valeur prédéfinie. L'air comprimé acheminé via la conduite d'admission d'air comprimé 16 est transporté via le canal d'air comprimé 13 jusqu'aux surfaces de contact 7 du module de puce 3, l'impulsion d'air comprimé se formant pouvant être commandée par l'élément d'étranglement 14. L'élément d'étranglement 14 peut par exemple rester fermé en cas de pluie de manière à ce que l'accroissement de la pression est coupé au maximum lors de l'admission avec de l'air comprimé. Si l'élément d'étranglement 14 est actionné dans un état ouvert, la transition entre l'état sans air comprimé et l'état avec air comprimé est plus douce et moins brusque. Grâce au contact avec le poinçon de refroidissement 10, l'air comprimé se refroidit de manière à ce qu'il déploie une action de refroidissement lors de l'impact sur les surfaces de contact 7. Etant donné que le poinçon de refroidissement 10 est étroitement ajusté contre les surfaces de contact 7 du module de puce 3 et contre le corps de carte 1 dans la zone de la face terminale 12 de l'insert de poinçon 11, l'air comprimé est enfermé et ne peut pas s"échapper. Donc, l'air de sillage via la conduite d'admission d'air comprimé 16 a pour conséquence un accroissement de la pression jusqu'à la valeur prédéfinie par le régulateur de pression de précision. La surpression se constituant entraîne un bombement concave de manière croissante des surfaces de contact 7 du module de puce 3, c'est-à-dire un bombement dans l'évidement 2 du corps de carte 1. Cela est représenté sur la figure 2. La figure 2 montre un autre instantané au cours de la fabrication de la carte à puce avec le procédé selon l'invention dans une représentation correspondant à la figure 1. La figure 2 se réfère à un moment ultérieur à la figure 1. A ce moment ultérieur, le bombement concave apparaissant sur la figure 2 des surfaces de contact 7 du module de puce 3 s'est formé grâce à la surpression générée avec l'air comprimé. L'envergure du bombement dépend de la hauteur de la surpression de R:\Brevets\23100\23190.doc - 8 novembre 2004 - 5/9 l'air comprimé enfermé qui peut être influencée d'autre part via le régulateur de pression de précision. Ce faisant, il est possible, dans le cadre du procédé selon l'invention, de régler le bombement des surfaces de contact 7 du module de puce 3 à l'aide du régulateur de pression de précision à une valeur optimale pour le type de module de puce utilisé à chaque fois. Sans l'air comprimé, il subsisterait le risque que des contraintes mécaniques se forment dans le module de puce 3 qui pourraient provoquer une déformation inopportune des surfaces de contact 7. Ce faisant, uniquement une limitation de la déformation dans le sens du poinçon de refroidissement 10 serait effectuée grâce à la lo face terminale 12 de l'insert de poinçon 11. Là où les surfaces de contact 7 ne sont pas ajustées contre la face terminale 12 de l'insert de poinçon 11, la forme ne pourrait pas être prédéfinie par le poinçon de refroidissement 10. Ce faisant, dans le résultat final, il ne pourrait être empêcher que cela entraîne des différences d'une surface plane pour les surfaces de contact 7. A l'inverse, une pression définie agit grâce à l'admission d'air comprimé selon l'invention sur les zones des surfaces de contact 7 qui ne sont pas ajustées contre la face terminale 12 de l'insert de poinçon 11, ladite pression ayant pour conséquence un bombement défini des surfaces de contact 7. Ce faisant, de la chaleur est extraite du module de puce 3, en particulier dans la zone périphérique, de manière homogène, la colle thermodurcissable 8 se solidifiant, et ainsi, le module de puce 3 étant inséré exempt de contrainte. Dès qu'un refroidissement suffisant a eu lieu, le poinçon de refroidissement 10 est retiré du corps de carte 1 et du module de puce 3 de manière à ce que l'air comprimé enfermé puisse s'échapper et à ce que la surpression agissant sur les surfaces de contact 7 du module de puce 3 soit réduite. Les surfaces de contact 7 reviennent comme un ressort et admettent une orientation plane avec une précision élevée étant donné qu'elles ne sont soumises à aucune contrainte mécanique notable. Etant donné que dans le cadre du procédé selon l'invention, le module de puce 3 est également appliqué et refroidi au moyen d'air comprimé, un contact contigu n'est pas impérativement nécessaire entre le poinçon de refroidissement 10 et le module de puce 3 de manière à ce que le module de puce 3 puisse également être fixé ensuite de manière fiable s'il est ramené en arrière par rapport à la surface du corps de carte 1. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-35 dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. R:\Brevets\23100\23190.doc - 8 novembre 2004 - 6/9 REVENDICATIONS 1. Procédé de fixation d'un module de puce (3) dans un évidement (2) d'un corps de carte (1), le module de puce (3) étant chauffé au moins par sections, puis un outil de refroidissement (10) étant pressé contre le module de puce (3) et/ou contre le corps de carte (1), ce procédé étant caractérisé en ce qu'un fluide de refroidissement est acheminé au module de puce (3) via l'outil de refroidissement (10). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'outil de refroidissement (10) est appliqué de manière à ce qu'il soit ajusté de façon étanche contre le module de puce (3) et/ou contre le corps de carte (1). 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température du fluide de refroidissement est diminuée au cours de l'acheminement jusqu'au module de puce (3) grâce à l'outil de refroidissement (10). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide de refroidissement est acheminé au module de puce (3) sous la forme d'un flux continu. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide de refroidissement est acheminé au module de puce (3) 25 avec une surpression par rapport à la pression atmosphérique. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surpression du fluide de refroidissement est réglée à une valeur spécifiable. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de puce (3) est déformé par le fluide de refroidissement. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un bombement du module de puce (3) est réalisé dans l'évidement (2). R:\Brevets \23100\23190. doc - 8 novembre 2004 - 7/9 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un gaz, de préférence de l'air, est utilisé en tant que fluide de refroidissement. 10. Outil de refroidissement destiné au refroidissement d'un module de puce (3) disposé dans un évidement (2) d'un corps de carte (1), comportant une surface d'applique (12) qui est approchée du module de:puce (3) lors du fonctionnement de l'outil de refroidissement (10), caractérisé en ce qu'au moins un canal (13) est prévu pour le transfert de fluide de refroidissement, qui est ouvert vers la surface d'applique (12). 11. Outil de refroidissement selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'un élément d'étranglement (14) est disposé dans le canal (13). 12. Outil de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que le canal (13) s'élargit vers la surface d'applique (12). R: \Brevets\23100\23190. doc - 8 novembre 2004 - 8/9