Brevet FR3075467A1 — publié le 20190621

B16613 - 17-GR2-0506 1 COUVERCLE DE BOITIER DE CIRCUIT ELECTRONIQUE Domaine La presente demande concerne de facon generale le domaine des circuits electroniques, et, plus particulierement, la realisation d'un couvercle de boitier pour circuit integre. 5 Exposé de fart anterieur Certains circuits electroniques comprennent une puce electronique logee dans un boitier. Un tel boitier comprend souvent une partie support sur laquelle la puce est fixee, et une partie couvercle recouvrant la puce. 10 Lorsque le circuit electronique est un circuit d'emission et/ou de reception de signaux optiques tel qu'un capteur de proximite par mesure de temps de vol ("time-offlight"), la puce electronique comprend des regions d'emission et de reception de signaux optiques. Le couvercle comprend 15 alors, en regard des regions d'emission/reception, des elements transparents pour les longueurs d'ondes des signaux optiques, par exemple en verre, tels que des lentilles. De facon similaire, dans divers autres types de circuits electroniques, des elements sont positionnes dans le 20 couvercle. B16613 - 17-GR2-0506 2 Résumé Un mode de realisation prevoit de pallier tout ou partie des inconvenients des boitiers de circuits electroniques connus. Un mode de realisation prevoit une solution plus particulierement adaptee a ces circuits electroniques d'emission/reception optique. Ainsi, un mode de realisation prevoit un circuit electronique, comprenant un couvercle traverse par un element et 10 presentant une face principale interieure plane. Selon un mode de realisation, ledit element est transparent, filtrant ou comprend une lentille. Selon un mode de realisation, le couvercle est d'epaisseur constante. 15 Selon un mode de realisation, ledit element a la meme epaisseur que le couvercle. Selon un mode de realisation, le circuit comprend un support portant une puce. Selon un mode de realisation, le circuit comprend une 20 entretoise entre des parties peripheriques du couvercle et du support. Selon un mode de realisation, l'entretoise est fixee au couvercle par une colle. Selon un mode de realisation, l'entretoise comprend un 25 logement contenant la colle. Un mode de realisation prevoit un circuit d'emission et/ou de reception optique tel que ci-dessus. Selon un mode de realisation, le circuit d'emission et/ou de reception optique comprend une cloison opaque de 30 separation entre des regions d'emission et/ou de reception optique du circuit. Selon un mode de realisation, l'entretoise et la cloison forment un ensemble monobloc. Selon un mode de realisation, la cloison opaque est 35 formee d'un empilement de cordons de colle. B16613 - 17-GR2-0506 3 Un mode de realisation prevoit un procede de fabrication d'un circuit tel que ci-dessus. Selon un mode de realisation, le procede comprend une 6-tape a) de fabrication du couvercle par moulage. 5 Selon un mode de realisation, le moulage est assiste par film. Selon un mode de realisation, le procede comprend, avant l'etape a), la mise en place dudit element sur un film adhesif. Selon un mode de realisation, le procede comprend une 6-tape b) de positionnement du couvercle par rapport a une puce du circuit. Selon un mode de realisation, ledit element est transparent ou filtrant et est positionne a l'etape b) par 15 rapport a un repere de la puce en observant le repere a travers ledit element. Breve description des dessins Ces caracteristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en detail dans la description suivante de modes 20 de realisation particuliers faite a titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est une vue schematique en coupe d'un mode de realisation d'un circuit electronique ; les figures 2A a 2D sont des vues schematiques en 25 coupe illustrant un mode de mise en oeuvre d'un procede de realisation d'un couvercle de circuit electronique ; les figures 3A et 3B sont des vues schematiques, respectivement en coupe et de dessus, illustrant un mode de realisation d'un sous-ensemble d'un boitier de circuit 30 electronique ; les figures 4A a 4C sont des vues schematiques en coupe illustrant un mode de mise en oeuvre d'un procede de realisation d'un circuit electronique ; B16613 - 17-GR2-0506 4 la figure 5 est une vue en coupe, partielle et schematique, d'une variante du sous-ensemble des figures 3A et 3B ; les figures 6A et 6B sont des vues schematiques, 5 respectivement en coupe et de dessus, illustrant un mode de realisation d'un sous-ensemble d'un boitier de circuit electronique ; et les figures 7A. et 7B sont des vues schematiques en coupe illustrant un mode de mise en oeuvre d'un procede de 10 realisation d'un circuit electronique. Description detainee De memes elements ont ete designes par de memes references dans les differentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracees a l'echelle. Par souci de clarte, seuls les elements utiles a la comprehension des modes de realisation decrits ont ete representes et sont de-Lathes. En particulier, la puce electronique et les elements de boitier autres que le couvercle ne sont pas detailles, les modes de realisation decrits etant compatibles avec la plupart des boitiers et des puces electroniques courantes. Dans la description qui suit, lorsque l'on fait reference a des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arriere", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "superieur", "inferieur", etc., ou a des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., it est fait reference a l'orientation dans les figures, etant entendu que, en pratique, les dispositifs decrits peuvent etre orientes differemment. Sauf precision contraire, les expressions "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient a 10 % pres, de preference a 5 % pres. La figure 1 est une vue en coupe d'un mode de realisation d'un circuit electronique 100. Le circuit electronique 100 comprend une puce electronique 102 logee dans 35 un boitier 104. B16613 - 17-GR2-0506 5 Le boitier 104 comprend un support 110 et un couvercle 115. La puce 102 est disposee sur une partie centrale du support 110, dans un espace clos delimite notamment par be support 110 et be couvercle 115. 5 A titre d'exemple, la puce 102 comprend une region d'emission optique 120 et une region de reception optique 122. Ces regions d'emission/reception optique 120 et 122 sont par exemple separees par une cloison opaque 124. La cloison 124 separe ainsi l'espace clos delimite par le support et le 10 couvercle en une zone d'emission 126 et une zone de reception 128. Les regions d'emission/reception optique 120 et 122 sont en regard d'elements transparents 130 traversant le couvercle 115. De facon plus generale, selon be type de circuit electronique, on pourra prevoir un ou plusieurs elements 15 quelconques a la place des deux elements transparents 130 de cet exemple. La face principale interieure du couvercle 115, tournee vers la puce 102 et occupant be cote interieur du couvercle, est plane. Une face plane designe ici une face qui ne 20 s'ecarte pas de plus de 10 }un, de preference de 5 }un, par rapport a un plan, sur plus de 90 %, par exemple plus de 95 %, du cote interieur du couvercle, de preference sur l'integralite du cote interieur du couvercle. En particulier, la face plane ne presente pas de reliefs de plus de 10 }un, de preference pas de 25 reliefs de plus 5 }un. La face plane est par exemple parallele au plan principal de la puce. Une entretoise, par exemple un cadre 140, entre les parties peripheriques 142 et 144 du support 110 et du couvercle 115, relie mecaniquement be couvercle au support. Le cadre 140 30 est par exemple plus epais que la puce 102, et la puce 102 se trouve ainsi sous be niveau du couvercle 115. Le cadre 140 est typiquement cone (colles 146 et 148) aux parties peripheriques respectives 142 et 144 du support 110 et du couvercle 115. A titre de variante, l'entretoise peut etre une partie du support B16613 - 17-GR2-0506 6 110, correspondant par exemple a des parties peripheriques surelevees du support 110. Le fait de prevoir une face plane permet d'obtenir un positionnement précis des elements 130 dans le couvercle, ce qui 5 permet d'eviter, dans le circuit electronique, des problemes de defauts d'alignement entre la puce 102 et les elements 130. A titre d'exemple, le couvercle 115 a la forme d'une plaque d'epaisseur constante. On considere ici que le couvercle est d'epaisseur constante s'il ne presente pas, sur par exemple 10 plus de 90 %, par exemple plus de 95 %, de preference sur l'integralite, de sa surface, de variation d'epaisseur de plus de par exemple 10 %, de preference 5 %. L'epaisseur des elements 130 est par exemple comprise entre 100 um et 400 pm. A titre d'exemple, le couvercle 115 et les elements 130 ont une meme 15 epaisseur constante. Les figures 2A a 2D sont des vues schematiques en coupe illustrant un mode de mise en oeuvre d'un procede de realisation d'un couvercle 115 traverse par des elements 130. A titre d'exemple, on fabrique simultanement plusieurs 20 couvercles 115 disposes en matrice, et les figures 2A a 2D illustrent la fabrication de deux couvercles voisins. A l'etape de la figure 2A, on positionne les elements 130, par exemple ayant une meme epaisseur, sur une face plane d'un support adhesif, par exemple un premier film adhesif 200. 25 Le film adhesif 200 est prevu pour maintenir les elements 130 en place dans la suite du procede, et pour pouvoir etre retire ensuite. A titre d'exemple, le film adhesif 200 est un film polymere, d'epaisseur par exemple comprise entre 10 et 100 pm, recouvert d'une couche d'un adhesif permettant une liaison 30 mecanique temporaire. A titre d'exemple, on peut utiliser des adhesifs connus sous les denominations commerciales "Lintec C902" ou "Nitto Revalpha". A l'etape de la figure 2B, on recouvre les elements 130 d'un deuxieme film 210. Le film 210 s'appuie sur les faces 35 superieures des elements 130. Le film 210 n'est pas en contact B16613 - 17-GR2-0506 7 avec le film adhesif 200 entre les elements 130. Le film 210 reste par exemple parallele a la surface superieure du film adhesif 200. A l'etape de la figure 2C, on place l'ensemble de la 5 structure obtenue a l'etape de la figure 2B dans un moule. Le film adhesif 200 et le film 210 sont contre des surfaces interieures du moule, non representees, par exemple planes et paralleles. On forme par moulage une couche 115A, par exemple d'epaisseur constante, entre les films. Au cours du moulage, les 10 films s'appuient sur les surfaces du moule. A titre d'exemple, la couche 115A est en un polymere thermodurcissable. A l'etape de la figure 2D, on retire le film adhesif 200 et le film 210, puis on divise la couche 115A en couvercles 115 individuels, par exemple par decoupe selon des lignes 220. 15 Dans chacun des couvercles 115 obtenus, le materiau de la couche 115A adhere aux flancs des elements 130, ce qui maintient les elements 130 en place dans le couvercle. Chacun des couvercles 115 ainsi obtenus a une face principale plane, et de preference ses deux faces principales planes et paralleles entre elles. 20 Le procede des figures 2A a 2D permet d'obtenir, dans chaque couvercle 115, une ou des distances dl entre les elements 130 precises, avec une precision meilleure que par exemple de l'ordre de 5 pm. A titre d'exemple, les distances dl sont comprises entre 0.5 mm et 5 mm. Ces distances dl sont obtenues 25 avec precision malgre le fait que, lors du moulage de l'etape de la figure 2C, des deplacements des elements 130 peuvent survenir, par exemple suite a des deformations du film adhesif 200. De tels deplacements se produisent notamment lorsque la couche 115A correspond a plusieurs centaines, voire plusieurs 30 milliers de couvercles 115. Ces deplacements affectent de la meme facon des regions entieres de la couche 115A, et les elements 130 voisins se deplacent ensemble. De ce fait, les valeurs des distances dl dans les couvercles 115 sont les memes que celles obtenues a la mise en place des elements 130 a l'etape 2A. Il en resulte que les distances dl sont obtenues B16613 - 17-GR2-0506 8 avec precision meme si les distances d2 entre les elements 130 et les lignes de coupe 220 peuvent varier d'un couvercle 115 a l'autre. Bien que l'on ait realise la couche 115A par moulage 5 assists par un film 210 a l'etape de la figure 2B, a titre de variante, le film 210 peut etre omis. Les figures 3A et 3B sont des vues schematiques, en coupe et de dessus, et illustrent un mode de realisation d'un sous-ensemble 300 d'un boitier de circuit electronique. Le plan 10 de coupe de la figure 3A est le plan A-A represents en figure 3B. Le sous-ensemble 300 comprend le cadre 140 et par exemple la cloison de separation 124. Le sous-ensemble 300 est par exemple monobloc. Typiquement, le sous-ensemble 300 est 15 forme par moulage, par exemple en un polymere thermodurcissable, par exemple le meme polymere que celui de la couche liaA de la figure 2C. A titre d'exemple, le cadre 140 a une face principale 302 plane. Le cadre 140 peut etre rectangulaire, la cloison de 20 separation 124 reliant deux montants opposes du cadre. La cloison 124 a par exemple une face situee dans le plan de la face 302. Pour un circuit electronique d'emission et/ou de reception optique, le materiau du sous-ensemble 300 est de preference opaque aux longueurs d'ondes des signaux emis et 25 recus par le circuit. Les figures 4A a 4C sont des vues schematiques en coupe illustrant un mode de mise en oeuvre d'un procede de realisation d'un circuit electronique, par exemple a partir d'un sous-ensemble 300 du type de celui des figures 3A et 3B et d'un 30 couvercle 115 du type de ceux obtenus par le procede des figures 2A a 2D. A l'etape de la figure 4A, on dispose une puce 102 sur une partie centrale d'un support 110, par exemple une puce d'emission/reception optique comprenant des regions 120, 122 35 d'emission et de reception optique. On lie mecaniquement, par B16613 - 17-GR2-0506 9 exemple par une colle 146, le cadre 140 du sous-ensemble 300 a la partie peripherique 142 du support 110, de sorte que la cloison 124 du sous-ensemble 300 soit situee sur la puce entre les regions 120 et 122. La face plane 302 du sous-ensemble 300 5 est situee du cote oppose au support 110. A l'etape de la figure 4B, on approche de la face 302 du cadre 140 la face plane du couvercle 115. On positionne le couvercle 115 par rapport a la puce 102, par exemple par un deplacement horizontal 400 amenant un des elements 130 dans une 10 position ajustee, selon un axe 402, en regard d'une region 120 d'emission ou de reception optique. On peut, le cas echeant ajuster le couvercle 115 en rotation pour amener un autre element 130 dans une position ajustee selon un axe 412. Du fait que les distances dl entre elements sont 15 precises, on peut ainsi positionner avec precision tous les elements 130. Ceci est possible malgre d'eventuelles variations des distances d2 entre les elements 130 et les bords du couvercle 115, car on peut deplacer librement le couvercle horizontalement. Dans cet exemple, cette possibilite de deplacer 20 librement le couvercle horizontalement provient du fait que la face principale du couvercle tournee vers l'interieur du circuit est plane. On pourrait prevoir toute autre forme du couvercle adaptee a permettre de deplacer horizontalement le couvercle par rapport au support. 25 A titre d'exemple, pour amener un element 130 dans une position precise, on a prevu un repere sur la puce, par exemple on utilise un bord d'un composant d'emission optique de la puce. On ajuste la position de l'element transparent 130 par rapport au repere en observant le repere a travers l'element 30 transparent. On peut pour cela utiliser tout procede connu permettant d'ajuster la position de l'element 130, par exemple par un laser ou par observation optique. A titre de variante, on peut positionner tout type d'element 130, specifique a un circuit electronique, par rapport 35 a une puce du circuit electronique positionnee sur un support B16613 - 17-GR2-0506 10 110, par exemple en ajustant la position d'une partie accessible de l'element 130 par rapport a un repere accessible sur le support 110. On pourra pour cela prevoir un acces optique a ces reperes. 5 A l'etape de la figure 4C, on lie mecaniquement le couvercle 115 au cadre 140 du sous-ensemble 300, par exemple par une colle 148, dans la position obtenue a l'etape de la figure 4B. A titre d'exemple, la colle 148 est mise en place avant l'etape de la figure 4B et on procede a la polymerisation de la 10 colle 148 a l'etape de la figure 4C. La cloison 124 peut etre collee au couvercle. La figure 5 est une vue en coupe, partielle et schematique, d'un exemple de variante du cadre 140 du sous-ensemble 300 des figures 3A et 3B. 15 Le cadre 140 presente, sur sa face destinee a etre collee au couvercle 115, un logement 500 pour loger la colle 148. A titre d'exemple, le logement 500 est une rainure faisant le tour de la face 302 du cadre entre deux epaulements 504 et 506. A titre de variante non representee, le logement 500 est 20 delimits par un seul epaulement et debouche dans le bord exterieur ou interieur du cadre. De facon similaire, le cadre 140 peut presenter, sur sa face destinee a etre collee au support 110, un logement 510 pour loger la colle 146. Le logement 510 peut etre une rainure, ou un logement delimits par 25 un epaulement et debouchant dans le bord exterieur ou interieur du cadre. Les figures 6A et 6B sont des vues schematiques en coupe et de dessus illustrant un mode de realisation d'un cadre 140A d'un boitier de circuit electronique. Le plan de coupe A-A 30 de la figure 6A est represents en figure 6B. Le cadre 140A est identique au cadre 140 du sous-ensemble 300 de la figure 3A, a la difference que le cadre 140A ne forme pas un ensemble monobloc avec la cloison 124. En particulier, la variante du cadre 140 de la figure 5 est 35 compatible avec la cadre 140A. B16613 - 17-GR2-0506 11 Les figures 7A et 7B sont des vues schematiques en coupe illustrant un mode de mise en oeuvre d'un procede de realisation d'un circuit electronique, par exemple a partir du cadre des figures 6A et 6B et de couvercles 115 du type de ceux 5 obtenus par le procede des figures 2A a 2D. L'etape de la figure 7A correspond a celle de la figure 4A, dans laquelle on forme, a la place de la cloison 124, entre les regions 120 et 122 d'emission/reception de la puce, un cordon de colle ou un empilement de cordons de colle 124A. A 10 titre d'exemple, chaque cordon de colle 124A a une epaisseur comprise entre 200 pm et 1 mm. A titre d'exemple, l'empilement comprend 4 cordons ou plus. Les cordons 124A sont par exemple en une colle telle que celle connue sous la denomination commerciale "Delo GE7985", ou en tout autre materiau destine a 15 durcir, par exemple par polymerisation, convenant pour former un cordon ou des cordons superposes, de preference opaques apres durcissement. A l'etape de la figure 7B, on met en oeuvre successivement des 6-tapes similaires a celles des figures 4B et 20 4C. On a prevu une epaisseur totale de l'empilement de cordons 124A suffisante pour que le couvercle 115 appuie sur le sommet de l'empilement lors de la mise en place du couvercle. L'empilement se defame. Apres mise en place du couvercle, le durcissement du materiau des cordons permet d'obtenir une 25 cloison opaque. Dans le circuit electronique obtenu, la cloison opaque est ainsi formee de l'empilement des cordons 124A. A titre de variante du procede des figures 7A et 7B, on peut former la cloison par tout autre moyen adapts. 30 Des modes de realisation particuliers ont etc decrits. Diverses variantes et modifications apparaitront a l'homme de fart. En particulier, bien que l'on ait decrit des exemples appliqués a des elements 130 transparents, les modes de realisation decrits s'appliquent plus generalement a tout 35 element loge dans un couvercle pour lequel les memes problemes B16613 - 17-GR2-0506 12 se posent, en particulier des elements comprenant des lentilles, par exemple de focalisation de signaux optiques, ou des elements filtrants permettant d'eliminer tout ou partie de rayonnements optiques ayant des longueurs d'ondes differentes de celles de 5 signaux optiques emis ou recus par le circuit integre. Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de realisation decrit est a la portee de l'homme REVENDICATIONS1. Circuit electronique, comprenant un couvercle (115) traverse par un element (130) et presentant une face principale interieure plane. 2. Circuit selon la revendication 1, dans lequel ledit 5 element (130) est transparent, filtrant ou comprend une lentille. 3. Circuit selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le couvercle (115) est d'epaisseur constante. 4. Circuit selon la revendication 3, dans laquelle 10 ledit element (130) a la meme epaisseur que le couvercle (115). 5. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, comprenant un support (110) portant une puce (102). 6. Circuit selon la revendication 5, comprenant une entretoise (140) entre des parties peripheriques du couvercle 15 (115) et du support (110). 7. Circuit selon la revendication 6, dans lequel l'entretoise (140) est fixee au couvercle (115) par une colle (148). 8. Circuit selon la revendication 7, dans lequel 20 l'entretoise (140) comprend un logement (500) contenant la colle (148). 9. Circuit d'emission et/ou de reception optique selon l'une quelconque des revendications 1 a 8. 10. Circuit selon la revendication 9, comprenant une 25 cloison opaque (124) de separation entre des regions d'emission (120) et/ou de reception (122) optique du circuit. 11. Circuit selon la revendication 10, dans lequel l'entretoise (140) et la cloison (124) forment un ensemble monobloc (300). 30 12. Circuit selon la revendication 10, dans lequel la cloison opaque est formee d'un empilement de cordons de colle (124A). 13. Procede de fabrication d'un circuit selon l'une quelconque des revendications 1 a 12. B16613 - 17-GR2-0506 14 14. Procede selon la revendication 13, comprenant une 6-tape a) de fabrication du couvercle (115) par moulage. 15. Procede selon la revendication 14, dans lequel le moulage est assiste par film (210). 16. Procede selon la revendication 14 ou 15, comprenant, avant l'etape a), la mise en place dudit element (130) sur un film adhesif (200). 17. Procede selon l'une quelconque des revendications 13 a 16, comprenant une 6-tape b) de positionnement du couvercle (115) par rapport a une puce (102) du circuit. 18. Procede selon la revendication 17, dans lequel ledit element (130) est transparent ou filtrant et est positionne a l'etape b) par rapport a un repere de la puce en observant le repere a travers ledit element.15