Brevet FR3061600A1 — publié le 20180706

Dispositif électronique comprenant une puce rainurée La présente invention concerne le domaine des dispositifs électroniques incluant des puces électroniques. Certaines puces électroniques produisent de la chaleur. De nombreux moyens de dissipation de la chaleur, placés dans l'environnement immédiat des puces, sont connus. Néanmoins, l'évolution de la technologie fait que la quantité de chaleur à évacuer est de plus en plus importante. La présente invention a pour but d'améliorer la dissipation de la chaleur produite par des puces électroniques. Selon un mode de réalisation, il est proposé un dispositif électronique qui comprend une plaque de support qui présente une face de montage et une puce électronique qui présente une face avant et une face arrière opposée à sa face avant et qui est montée sur la plaque de support dans une position telle que la face avant de la puce est en regard de la face de montage de la plaque de support. La face arrière de la puce est pourvue d'une pluralité de rainures arrière, de sorte que la face arrière de la puce présente, entre lesdites rainures, des zones arrière, et comprend une couche arrière en une matière conductrice de la chaleur qui est étalée sur la face arrière de la puce de sorte à recouvrir au moins en partie lesdites zones arrière et à remplir au moins partiellement lesdites rainures arrière. Optionnellement, ladite couche arrière en une matière conductrice de la chaleur peut recouvrir la totalité de la face arrière de la puce et peut remplir complètement lesdites rainures arrière de la puce. Un organe de dissipation de la chaleur peut être accolé à une face arrière de ladite couche conductrice de la chaleur. Ledit organe de dissipation de la chaleur peut comprendre une plaque formant un radiateur. 3061600 2 Un capot peut être prévu pour encapsuler la puce, en forme de cuvette, ce capot présentant une partie centrale accolée à ladite couche conductrice de la chaleur et présentant une partie périphérique montée sur ladite plaque de support par l'intermédiaire d'une couche locale de 5 fixation. Ladite couche conductrice de la chaleur peut comprendre une résine époxy chargée de particules métalliques. La puce peut comprendre, du côté de sa face avant, une couche incluant des composants électroniques et des moyens de connexion 10 électrique. Lesdites rainures peuvent être disposées selon des lignes et des colonnes. La puce peut être montée sur la plaque de support par l'intermédiaire d'éléments de connexion électrique. 15 Il est également proposé une puce électronique présentant une face avant pourvue de plots de connexion électrique et une face arrière, la face arrière présentant une pluralité de rainures arrière et des zones arrière entre ces rainures, la face arrière de la puce présentant, entre lesdites rainures, des zones arrière, ladite face arrière 20 étant munie d'une couche arrière en une matière conductrice de la chaleur qui est étalée de sorte à recouvrir au moins en partie lesdites zones arrière et à remplir au moins partiellement lesdites rainures arrière. Il est également proposé un procédé de réalisation d'un 25 dispositif électronique, qui comprend les étapes suivantes : - monter sur un film adhésif de sciage un substrat semiconducteur comportant, sur et dans une face avant, une pluralité de circuits électroniques, ladite face avant étant en regard dudit film adhésif ; et 30 - scier la face arrière du substrat semiconducteur sur une portion de son épaisseur et selon une pluralité de traits de scie formant une pluralité de rainures ; 3061600 3 - scier le substrat semiconducteur sur toute son épaisseur selon des traits de découpe situés entre lesdits circuits électroniques afin de singuler des puces électroniques ; - monter une puce électronique sur une plaque de support, dans 5 une position telle que la face avant de la puce électronique est en regard de la plaque de support, la face arrière de la puce présentant des zones arrière séparées par des rainures ; et - étaler une couche arrière en une matière conductrice de la chaleur sur la face arrière de la puce, de sorte à recouvrir au moins en 10 partie desdites zones arrière et à remplir au moins partiellement les rainures arrière. Un dispositif électronique va maintenant être décrit à titre d'exemple de réalisation non limitatif, illustré par le dessin annexé dans lequel : 15 - la figure 1 représente une coupe d'un dispositif électronique ; - la figure 2 représente une vue arrière d'une puce électronique du dispositif électronique de la figure 1 ; - la figure 3 représente une coupe du di spositif 20 électronique de la figure 1, muni d'un dissipateur de chaleur ; et - la figure 4 représente une coupe du dispositif électronique de la figure 1, muni d'un autre dissipateur de chaleur. 25 Sur les figures 1 et 2 est illustré un dispositif électronique 1 qui comprend une plaque de support 2 en une matière diélectrique, qui présente une face avant de montage 3 et une face arrière 4 et qui inclut un réseau de connexions électriques 5 présentant des contacts électriques 6 sur la face avant 3 et des contacts électriques 7 sur la 30 face arrière 4. Le dispositif électronique 1 comprend une puce électronique 8 qui présente une face avant 9 et une face arrière 10 opposée et parallèle à sa face avant 9 et qui comprend, du côté de sa face arrière 10, une plaquette de substrat 11, par exemple en silicium, et, du côté 3061600 4 de sa face avant 9, une couche 12 incluant des composants électroniques aménagés sur la plaquette de substrat 11 et un réseau de connexions électriques. La puce électronique 8 est montée sur la plaque de support 2 5 dans une position telle que la face avant 9 de la puce 8 est en regard de la face de montage 3 de la plaque de support 2, par l'intermédiaire d'éléments soudés de connexion électrique 13, tels que des billes, qui relient le réseau de connexions électriques de la couche 12 de la puce 8 et les plots avant 6 de la plaque de support 2. 10 La face arrière 10 de la puce 8 est pourvue d'une pluralité de rainures arrière 14 qui sont aménagées dans la plaquette de substrat 11, de sorte que la face arrière 10 de la puce 8 présente, entre les rainures 14, des zones arrière 15. A titre d'exemple illustré sur les figures 1 et 2, les rainures 15 arrière 14 constituent des lignes et des colonnes parallèles aux côtés de la puce 8, sous la forme d'une matrice carrée, et s'étendent respectivement d'un bord à l'autre. Les rainures arrière 14 peuvent être réalisées par usinage à l'aide d'un outil de fraisage, de sciage, d'un équipement laser ou par 20 gravure plasma. Avantageusement, les rainures arrière 14 peuvent être réalisées lors d'une fabrication collective d'une pluralité de puces électroniques 8, qui comprend les étapes suivantes. On procède au montage sur un film adhésif de sciage d'un 25 substrat semiconducteur comportant, sur et dans une face avant, une pluralité de circuits électroniques, ladite face avant étant en regard dudit film adhésif. On procède au sciage de la face arrière du substrat semiconducteur sur une portion de son épaisseur et selon une pluralité 30 de traits de scie formant une pluralité de rainures collectives. Puis, on procède au sciage du substrat semiconducteur sur toute son épaisseur selon des traits de découpe situés entre lesdits circuits électroniques afin de singuler des puces électroniques 8, de sorte que la face arrière de chaque puce 8 présente des zones arrière 15 séparées 3061600 5 par des rainures 14 formées par des portions desdites rainures collectives. Le dispositif électronique 1 comprend en outre une couche arrière 16, en une matière conductrice de la chaleur, qui est étalée sur 5 la face arrière 10 de la puce 8, de sorte à recouvrir les zones 15 de la face arrière 10 de la puce 8 et à remplir les rainures arrière 14 de la puce 8, avantageusement sans discontinuité. La couche arrière 16 présente une face arrière 17, par exemple plate, qui est située à distance de la face arrière 10 de la puce 8 et qui détermine son 10 épaisseur au-dessus des zones arrière 15 et au-dessus des rainures arrière 14. Ainsi, le flux thermique passant de la puce 8 à la couche arrière 16, intervient via l'interface accrue entre la puce 8 et la couche arrière 16, qui comprend les zones arrière 15 et les parois des rainures 15 arrière 14. Le flux thermique capté par la couche arrière 16 est évacué via la face arrière 17 de cette couche arrière 16. Selon une variante de réalisation, les rainures arrière 16 pourraient être réalisées sur une région locale de la face arrière 10 de la puce 8 et la couche arrière 16 pourrait être limitée à cette région. 20 La couche arrière 16 conductrice de la chaleur peut être une résine adaptée chargée adhérente, en particulier une résine époxy chargée de particules métalliques notamment de cuivre ou d'aluminium. Pour sa mise en oeuvre, la matière peut être étalée à l'état liquide ou pâteux sur la face arrière 10, puis durcie. 25 Selon une variante de réalisation illustrée sur la figure 1, la face arrière 17 de la couche arrière 16 conductrice de la chaleur est à l'air libre. Selon une variante de réalisation illustrée sur la figure 3, le dispositif électronique 1 comprend un organe 18 de dissipation de la 30 chaleur, accolé à la face arrière 17 de la couche arrière 16 conductrice de la chaleur. Selon un exemple de réalisation, l'organe 18 de dissipation de la chaleur issue de la puce 8 via la couche arrière 16 peut se présenter sous la forme d'une plaque métallique présentant une forme adaptée pour constituer un radiateur. 3061600 6 Selon une variante de réalisation illustrée sur la figure 4, le dispositif électronique 1 comprend un capot métallique 19 d'encapsulation de la puce 8 au-dessus de la plaque de support 2. Le capot d'encapsulation 19 se présente sous la forme d'une 5 cuvette et comprend une partie centrale plate 19a accolée à la face arrière 17 de la couche arrière 16 conductrice de la chaleur et une partie périphérique décalée 19b entourant à distance la périphérie de la puce 8 et fixée sur la face de montage 3 de la plaque de support 2 par l'intermédiaire d'une couche locale de colle 20, de préférence une 10 colle en une matière conductrice de la chaleur, par exemple similaire à celle de la couche arrière 16. Ainsi, le capot d'encapsulation 19 constitue un dissipateur de la chaleur issue de la puce 8 via la couche arrière 16. Selon une variante de réalisation, le capot d'encapsulation 19 15 est métallique et la couche locale de colle 20 est également conductrice de l'électricité et est fixée sur la face de montage 3 de la plaque de support 2 au niveau de plots avant 6 de la plaque de support 2, ces plots avant étant connectés à des contacts électriques 7 sur la face arrière 4 via le réseau de connexions électriques 5. Le capot 20 d'encapsulation 19 peut ainsi être mis à la masse et former en outre un blindage électromagnétique pour la puce 8. REVENDICATIONS1. Dispositif électronique comprenant une plaque de support (2) qui présente une face de montage (3) et une puce électronique (8) qui présente une face avant (9) et une face arrière (10) opposée à sa face avant et qui est montée sur la plaque de support dans une position telle que la face avant de la puce est en regard de la face de montage de la plaque de support, dispositif dans lequel la face arrière (10) de la puce est pourvue d'une pluralité de rainures arrière (14), de sorte que la face arrière (10) de la puce (8) présente, entre lesdites rainures (14), des zones arrière (15), et comprenant une couche arrière (16) en une matière conductrice de la chaleur qui est étalée sur la face arrière (10) de la puce de sorte à recouvrir au moins en partie lesdites zones arrière (15) et à remplir au moins partiellement lesdites rainures arrière (14). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ladite couche arrière (16) en une matière conductrice de la chaleur recouvre la totalité de la face arrière de la puce et remplit complètement lesdites rainures arrière de la puce. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, comprenant un organe de dissipation de la chaleur (18, 19) accolé à une face arrière (17) de ladite couche (16) conductrice de la chaleur. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel ledit organe de dissipation de la chaleur comprend une plaque (18) formant un radiateur. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un capot (19) d'encapsulation de la puce, en forme de cuvette, présentant une partie centrale (19a) accolée à ladite couche (16) conductrice de la chaleur et présentant une partie périphérique (19b) montée sur ladite plaque de support (2) par l'intermédiaire d'une couche locale de fixation (20). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite couche (16) conductrice de la chaleur comprend une résine époxy chargée de particules métalliques. 3061600 8 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la puce comprend, du côté de sa face avant, une couche (12) incluant des composants électroniques et des moyens de connexion électrique. 5 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdites rainures sont disposées selon des lignes et des colonnes. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la puce est montée sur la plaque de support 10 par l'intermédiaire d'éléments de connexion électrique (13). 10. Puce électronique présentant une face avant (9) pourvue de plots de connexion électrique et une face arrière, la face arrière présentant une pluralité de rainures arrière et des zones arrière entre ces rainures, la face arrière (10) de la puce (8) présentant, entre 15 lesdites rainures (14), des zones arrière (15), ladite face arrière (10) étant munie d'une couche arrière (16) en une matière conductrice de la chaleur qui est étalée de sorte à recouvrir au moins en partie lesdites zones arrière (15) et à remplir au moins partiellement lesdites rainures arrière (14). 20 11. Procédé de réalisation d'un dispositif électronique, comprenant les étapes suivantes : - monter sur un film adhésif de sciage un substrat semiconducteur comportant, sur et dans une face avant, une pluralité de circuits électroniques, ladite face avant étant en regard dudit film 25 adhésif ; - scier la face arrière du substrat semiconducteur sur une portion de son épaisseur et selon une pluralité de traits de scie formant une pluralité de rainures ; - scier le substrat semiconducteur sur toute son épaisseur selon 30 des traits de découpe situés entre lesdits circuits électroniques afin de singuler des puces électroniques ; - monter une puce électronique sur une plaque de support, dans une position telle que la face avant de la puce électronique est en 3061600 9 regard de la plaque de support, la face arrière de la puce présentant des zones arrière (15) séparées par des rainures (14) ; et - étaler une couche arrière (16) en une matière conductrice de la chaleur sur la face arrière (10) de la puce, de sorte à recouvrir au 5 moins en partie desdites zones arrière (15) et à remplir au moins partiellement les rainures arrière (14).