Brevet FR2941088A1 — publié le 20100716

Procédé d'encapsulation d'un microcircuit, et dispositif ainsi obtenu L'invention concerne un perfectionnement à un procédé de fabrication de dispositifs à microcircuit ou à puce électronique, dans lequel la puce est protégée par une encapsulation en résine. Dans un grand nombre de procédés de fabrication de modules ~o électroniques à microcircuit, on utilise un film support faisant office de circuit imprimé, sur lequel on reporte à intervalles réguliers des microcircuits obtenus par sciage à partir d'une plaquette de silicium. Le film support est constitué par un substrat en polyimide ou epoxy, revêtu au moins sur une face par des pistes conductrices qui 1s permettent de réaliser la connection électrique entre des plots de sortie du circuit intégré, et les contacts avec d'autres composants électriques ou électroniques susceptibles d'être intégrés sur le module électronique. Dans un exemple couramment utilisé pour la fabrication de modules electroniques destinés à des cartes à puce, la face du 20 substrat opposée à celle qui porte la puce, comporte des contacts métalliques, qui lorsque le module est encarté dans une carte à puce, constituent les contacts de la carte permettant la communication avec un lecteur de carte à puce. Il est alors nécessaire de relier les contacts ou les pistes 25 conductrices situés du côté du film portant la puce, et les contacts métalliques situés sur la face du film oposée à celle qui porte la puce. Cette connection entre les faces se fait typiquement à l'aide de puits de connexion métallisés traversant le substrat, encore appelés des vias. 30 Or, une fois que la puce est en place sur le substrat, il est en général nécessaire de la protéger contre les chocs et autres aggressions physiques, et à cet effet, on la recouvre par une goutte de résine d'enrobage, de façon à réaliser une capsule de protection pour la puce. Dans ce contexte, il est nécessaire d'éloigner suffisamment les vias conducteurs de la goutte de résine. En effet, la résine est typiquement liquide lors de son dépôt, et une trop grande proximité avec les vias peut conduire à ce que de la résine coule dans les vias, traverse le substrat, et vienne polluer la face opposée du film. En premier lieu, cette pollution par de la résine présente un inconvénient cosmétique, du fait des traces laissées par la résine. io Mais cette pollution par de la résine d'encapsulage est surtout particulièrement gênante dans le cadre de la réalisation de modules électroniques pour cartes à puce à contact, puisque les contacts métalliques situés sur la face opposée à celle de la puce peuvent être eux-mêmes tâchés par de la résine. Ceci entraine des problèmes 15 fonctionnels, comme de mauvais contacts électriques, puisque la résine d'encapsulage est électriquement isolante. La solution habituellement utilisée dans l'état de la technique consiste à éloigner les vias le plus possible de la puce, mais on comprend bien que cela à tendance à agrandir la taille des modules, 20 et nuit à la possibilité de miniaturiser suffisamment les modules électroniques. En outre, dans le cas de modules électroniques pourvus d'une antenne pour permettre une communication sans contact avec un dispositif externe, comme un lecteur de carte à puce sans contact par 25 exemple, le déplacement des vias loin de la puce interfère avec la place disponible pour les spires de l'antenne, ce qui induit une réduction du nombre de spires, et donc une réduction de la portée de communication du dispositif. Un autre inconvénient des modules connus, outre les problèmes 30 de pollution par la résine d'encapsulage, réside dans la possibilité pour de l'humidité de pénétrer sous la puce par l'intermédiaire des vias, notamment lors des tests de qualité. En définitive, on voit donc que pour des questions de miniaturisation des modules, on aurait intérêt à rapprocher les vias autant que possible de la puce, mais qu'en faisant cela, on expose la puce à des pénétrations d'humidité, et on expose les contacts à des risques de pollution par la résine d'encapsulage. Un but général de l'invention est par conséquent de proposer un procédé de fabrication de modules électroniques, qui soit à même de ~o résoudre les problèmes techniques mentionnés plus haut. Un but plus spécifique de l'invention est de proposer un procédé de fabrication amélioré qui permette de rapprocher les vias du film de support, et la puce, tout en évitant toute possibilité de passage de résine d'encapsulation à travers les vias du film, ou tout passage 15 d'humidité vers la puce par l'intermédiaire des vias. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication de modules électroniques, et un module électronique, tels que définis dans les revendications. Plus précisément, l'invention à donc pour objet un procédé de 20 fabrication d'un module électronique comportant un substrat isolant pourvu sur une première face d'une puce électronique revêtue d'une goutte de résine d'encapsulage, et sur une seconde face de contacts électriques auxquels sont reliés les fils de connexion de la puce par l'intermédiaire de vias métallisés, caractérisé en ce qu'il comporte une 25 étape consistant, lors de la dispense de résine au-dessus de la puce, à dispenser également de la résine dans les vias et à solidifier instantanément la résine répandue dans les vias, avant qu'elle ne puisse atteindre les contacts électriques du module. Ainsi, on profite de l'écoulement de la résine d'encapulage au-30 dessus de la puce et dans les vias, pour solidifier rapidement la résine qui s'écoule dans les vias, et ainsi éviter qu'elle n'arrive jusqu'à la face opposée du substrat et jusqu'aux contacts électriques du module. Par conséquent, l'invention prévoit de choisir une résine d'encapsulage susceptible de se solidifier instantanément. On choisira de préférence une résine dont la solidification rapide peut être provoquée sous l'effet d'un rayonnement ultraviolet. De façon avantageuse, le procédé de fabrication selon l'invention prévoit donc une étape d'insolation de la résine par un rayonnement ultraviolet (UV). Io Afin d'accéder au mieux à la résine dès qu'elle s'écoule dans les vias, on fait passer la face inférieure du susbtrat au-dessus d'une rampe d'insolation UV. L'invention a également pour objet un module électronique comportant un substrat isolant pourvu sur une première face d'une is puce électronique revêtue d'une goutte de résine d'encapsulage, et sur une seconde face de contacts électriques auxquels sont reliés les fils de connexion de la puce par l'intermédiaire de vias métallisés, caractérisé en ce que les vias sont remplis par une résine solidifiée selon le procédé de fabrication décrit plus haut. 20 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des dessins annexés dans lesquels : - les figures 1A et 1B illustrent respectivement en vue de dessus et en vue en coupe I-I, une bande de substrat utilisée pour le 25 procédé de fabrication de modules électroniques conforme au procédé de fabrication selon l'état de la technique ; - la figure 2 illustre en vue en coupe l'étape de dispense de résine UV conforme au procédé de fabrication selon l'invention. On se réfère aux figures 1A et 1B qui illustrent respectivement 30 en vue de dessus et en coupe une bande de substrat 1 comme ceux typiquement utilisés pour la fabrication de modules électroniques, notamment mais sans caractére limitatif, de modules pour cartes à puce. Il s'agit notamment de substrats en polyimide ou en polyépoxy, conditionnés à l'origine en rouleau et pourvus sur les côtés d'encoches d'entrainement 3 qui servent à l'entrainement du substrat par des picots situés sur les équipement utilisés lors de la fabrication des modules. De façon connue, on fixe à intervalles réguliers sur une face du substrat, des puces électroniques 5, dont les plots de sortie sont connectés, par l'intermédiaire de fils de connection 7, à des vias métallisés 9 qui débouchent sur la face opposée, ici la face inférieure, ~o du substrat. Les vias 9 sont électriquement connectés, sur la face du substrat opposée à celle qui porte la puce 5, à des pistes de connexion vers d'autres circuits, ou encore, dans le cas de modules pour cartes à puce à contact, à des plages de contacts 11. Après la réalisation des connexions électriques, on protège la 15 puce 5 de façon connue par une goutte de résine d'enrobage 13 qui recouvre la puce 5 et les fils de connection 7 de façon à les protéger contre des chocs ou d'autres agressions mécaniques. Afin d'individualiser les modules électroniques terminés, on les découpe à partir du substrat, comme schématisé par les lignes en trait 20 interrompu 15. Comme on le voit aisément à partir des figures 1A, 1B, la moindre erreur de dosage de la quantité de résine d'enrobage 13, ou la moindre erreur de positionnement de la goutte de résine, peut amener un recouvrement des vias 9 par de la résine. Comme la résine 25 est dans un premier temps liquide pour faciliter sa dispense précise, elle pénétrera alors dans le via par capillarité, et viendra immédiatement souiller la face opposée du module, et notamment les plages de contacts électriques 11. Comme représenté en figure 1B, dans l'état de la technique, pour pallier en partie ce risque, il est 30 prévu d'écarter sensiblement les vias 9 et la puce 5, mais cela entraîne les inconvénients déjà cités, notamment un accroissement autrement injustifié de la taille du module, et moins de place disponible sur le module pour les spires d'une éventuelle antenne. Afin de rémédier à ces inconvénients, l'invention prévoit d'une part de dispenser également de la résine dans les vias 11, ce qui s parait à priori surprenant et contraire à l'objectif recherché, à moins de coupler cette mesure avec une solidification immédiate, ou en tout cas rapide, de la résine qui s'écoule dans les vias. A cet effet, l'invention prévoit de modifier le procédé de fabrication connu de modules, comme schématisé en vue de profil en ~o figure 2. Dans cette figure, on a représenté le substrat 1 qui défile de gauche à droite devant une station de dispense de résine 21. A gauche de la station de dispense de résine, se trouvent les équipements connus habituels et non représentés, qui fixent les puces 5 sur le substrat, et réalisent les connexions électriques entre les 15 plots de la puce et les plages de connection. A droite de la station de dispense de résine, on a représenté un équipement 23 de solidification de la résine d'encapsulage. Il peut s'agir d'une station de chauffage si la résine utilisée est une résine thermodurcissable, mais il s'agira de préférence d'une station 20 d'insolation par un rayonnement ultraviolet, couplé à l'utilisation d'une résine durcissable aux U.V. Selon le procédé de fabrication modifié par l'invention, on a disposé en outre sous le substrat 1 qui défile, en sortie de la station 21 de dispense de résine, une rampe d'insolation UV 25. 25 Ainsi, la résine sensible aux UV, qui s'écoule dans les vias, est immédiatement solidifiée avant qu'elle ne puisse atteindre la face inférieure du substrat et les plages de contact métalliques. Bien entendu, de façon étonnante, cette modification rend possible, voire souhaitable, le rapprochement des vias 9 et de la puce 30 5, afin qu'ils puissent bénéficier d'une même opération de dispense de résine. Il suffira alors à l'homme de métier de paramètrer de façon adéquate la quantité de résine dispensée, et la puissance de la rampe d'insolation 25, pour qu'une partie de la résine s'écoule dans les vias et puisse être solidifiée grâce à la rampe d'insolation 25. L'invention répond donc aux buts fixés. En effet, grâce à l'ajoût d'une étape d'insolation UV de la résine d'encapsulage au moment même où celle-ci coule dans les vias, la résine se fige dans les vias et les bouche, de sorte que la résine ne peut plus contaminer les contacts électriques disposés sur la face du substrat opposée à celle ~o qui porte la puce. En outre, grâce à cette étape d'insolation, il est maintenant possible de disposer les vias directement au droit de la puce ou des ses plots de contact, sans que de l'humidité ne puisse remonter vers la puce à travers les vias, puisque ceux-ci sont bouchés par la résine 1s durcie. Enfin, dans le cas de modules électroniques pourvus d'une antenne, le fait de rapprocher les vias de la puce permet de libérer autour de la puce et des vias, davantage d'espace pour les spires de l'antenne, ce qui a bien entendu une influence favorable sur la portée 20 de communiction du module électronique sans contact. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un module électronique (2) comportant un substrat (1) isolant pourvu sur une première face d'une puce électronique (5) revêtue d'une goutte de résine d'encapsulage (13), et sur une seconde face de contacts électriques (11) auxquels sont reliés des fils (7) de connexion de la puce par l'intermédiaire de vias métallisés (9), caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant, lors de la dispense de résine (13) au-dessus de la puce, à dispenser également de la résine dans les vias (9) et à solidifier instantanément la résine répandue dans lesdits vias, avant qu'elle ne puisse atteindre les contacts électriques (11) du module. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine d'encapsulage (13) est une résine qui se solidifie instantanément sous l'effet d'un rayonnement ultraviolet. 3. Procédé de fabrication selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte, après l'étape de dispense de résine (13) sur la puce (5) et dans les vias (9), une étape d'insolation de la résine par un rayonnement ultraviolet. 4. Procédé de fabrication selon la revendication 3, caractérisé en ce que, pour insoler la résine (13) dans les vias (9), on fait passer la face inférieure du susbtrat (1) au-dessus d'une rampe d'insolation UV (25). 5. Module électronique (2) comportant un substrat (1) isolant pourvu sur une première face d'une puce électronique (5) revêtue d'une goutte de résine d'encapsulage (13), et sur une seconde face de contacts électriques (11) auxquels sont reliés les fils de connexion de la puce (5) par l'intermédiaire de vias métallisés(9), caractérisé en ce que les vias (9) sont remplis par une résine solidifiée, selon le procédé de fabrication des revendications 1 à 4.