Brevet FR3079068A1 — publié le 20190920

Dispositifs électroniques et procédés de fabrication La présente invention concerne le domaine de la microélectronique et plus particulièrement le domaine des dispositifs électroniques incluant des puces électroniques susceptibles de produire de la chaleur. Selon un mode de réalisation, il est proposé un dispositif électronique qui comprend une plaque de support présentant une face avant de montage et une face arrière et pourvue d'un réseau de connexions électriques d'une face à l'autre, au moins une puce électronique montée sur la face avant de montage de la plaque de support et reliée électriquement à des plots avant du réseau de connexions électriques, et au moins une feuille en une matière conductrice de la chaleur, rapportée sur la face arrière de la plaque de support et présentant des ouvertures découvrant des plots arrière du réseau de connexions électriques. Ladite feuille conductrice de la chaleur peut être en une matière souple ou flexible. Ladite feuille conductrice de la chaleur peut être métallique ou en graphite ou en un graphite pyrolytique (PGS). Ladite feuille conductrice de la chaleur peut être rapportée par l'intermédiaire d'une couche de colle. Ladite couche de colle peut être en une matière conductrice de la chaleur. Des éléments de connexion électrique extérieure peuvent être placés sur les plots arrière du réseau de connexions électriques, au travers et à distance des bords des ouvertures de ladite feuille conductrice de la chaleur. Selon une variante de réalisation, un capot d'encapsulation peut être monté au-dessus de la face avant de la plaque de support et peut délimiter une cavité dans laquelle se trouve la puce. 2 Selon une variante de réalisation, la puce peut être au moins partiellement noyée dans un bloc d'encapsulation prévu au-dessus de la face avant de la plaque de support. Il est également proposé un procédé de fabrication d'un 5 dispositif électronique, qui comprend les étapes suivantes : disposer d'une plaque de support présentant une face avant de montage et une face arrière, pourvue d'un réseau de connexions électriques d'une face à l'autre et munie d'au moins une puce électronique montée sur la face avant de montage de la plaque de support et reliée électriquement à 10 des plots avant du réseau de connexions électriques ; coller une feuille en une matière conductrice de la chaleur sur la face arrière de la plaque de support ; et réaliser des ouvertures au travers de la feuille conductrice de la chaleur, de sorte à découvrir au moins partiellement des plots arrière du réseau de connexions électriques. 15 Ladite plaque de support peut être préalablement munie, au- dessus de la face avant, d'un capot d'encapsulation délimitant une chambre dans laquelle la puce se trouve ou munie d'un bloc d'encapsulation dans lequel la puce est noyée. Le procédé peut comprendre les étapes suivantes : placer la 20 feuille conductrice de la chaleur au-dessus d'une face d'une première partie d'un moule ; placer la face arrière de la plaque de support au-dessus de la feuille conductrice de la chaleur, en interposant une couche de colle ; placer une deuxième partie du moule au-dessus de la première partie du moule, de sorte à former une cavité au-dessus de la 25 face avant de la plaque de support, dans laquelle se situe la puce ; injecter sous pression une matière d'enrobage dans ladite cavité, de sorte à former un bloc d'encapsulation dans lequel la puce est noyée au moins partiellement ; et, après extraction du moule, réaliser lesdites ouvertures. 30 Le procédé peut comprendre l'étape suivante : mettre en place des éléments de connexion électrique sur les plots arrière, au travers et à distance des bords des ouvertures de la feuille conductrice de la chaleur. 3 Le procédé peut comprendre : choisir la feuille conductrice de la chaleur en une matière métallique ou à base de graphite ou en un graphite pyrolytique (PGS). Le procédé peut comprendre : choisir la couche de colle en une 5 matière conductrice de la chaleur. Des dispositifs électroniques et des modes de fabrication vont maintenant être décrits à titre d'exemples de réalisation, illustrés par le dessin dans lequel : - la figure 1 représente une coupe d'un dispositif 10 électronique ; - la figure 2 représente, en coupe, un dispositif électronique collectif dans une étape d'un mode de fabrication ; - la figure 3 représente, en coupe, le dispositif électronique collectif de la figure 2 dans une autre étape de fabrication ; 15 - la figure 4 représente, en coupe, un dispositif électronique collectif dans une étape d'un autre mode de fabrication ; et - la figure 5 représente une coupe d'un autre dispositif électronique. Sur la figure 1 est illustré un dispositif électronique 1, ou 20 boîtier électronique, qui comprend une plaque de support 2 qui présente une face avant 3 et une face arrière 4 et qui est pourvue d'un réseau intégré de connexions électriques 5, d'une face à l'autre, établissant sélectivement des liaisons électriques entre des plots avant 6 et des plots arrière 7. 25 Le dispositif électronique 1 comprend une puce électronique 8 montée au-dessus de la face avant 3 par l'intermédiaire d'éléments de connexion électrique 9, qui en outre relient électriquement la puce 8 aux plots avant 6 du réseau de connexions électriques 5. Le dispositif électronique 1 comprend une couche intermédiaire 30 locale diélectrique 10, entre la face avant 3 de la plaque de support 2 et la puce 8, dans laquelle sont noyés les éléments de connexion électrique 9 et un bloc d'encapsulation diélectrique 11 au-dessus de la face avant 3 de la plaque de support 2 et dans lequel la puce 8 est, au moins en partie, noyée. La couche intermédiaire locale diélectrique 10 4 et le bloc d'encapsulation diélectrique 11 sont par exemple, respectivement, en une résine époxy. Le dispositif électronique 1 comprend une feuille 12 en une matière conductrice de la chaleur, qui est rapportée sur la face arrière 5 4 de la plaque de support 2 et qui est fixée par l'intermédiaire d'une couche de colle 13 formant une interface de collage. Avantageusement, la couche de colle 13 peut être en une matière conductrice de la chaleur. La feuille conductrice de la chaleur 10 présente des ouvertures 10 14 qui découvrent les plots arrière 7 du réseau de connexions électriques 5, de sorte qu'il n'existe aucun contact électrique entre la feuille conductrice de la chaleur 12 et les plots arrière 7. Le dispositif électronique 1 comprend en outre des éléments de connexion électrique extérieure 15, par exemple des billes métalliques, 15 placés et soudés sur les plots arrière 7 du réseau de connexions électriques 5, au travers et à distance des bords des ouvertures 14 de la feuille conductrice de la chaleur 12. Avantageusement, les éléments de connexion électrique 15 sont plus épais que l'épaisseur de la couche conductrice de la chaleur 12 et 20 ainsi dépassent. Le dispositif électronique 1 est destiné à être monté sur une carte de circuit imprimé (non représentée) par l'intermédiaire des éléments de connexion électrique 15. Les ouvertures 14 sont dimensionnées de sorte à éviter tout 25 contact électrique entre la feuille conductrice de la chaleur 12 et les éléments de connexion électrique 15. Avantageusement, la feuille conductrice de la chaleur 12 est en une matière souple ou flexible, par exemple en une matière métallique ou en graphite ou en un graphite pyrolytique (PGS). 30 Grâce à l'existence de la feuille conductrice de la chaleur 12, la chaleur produite par la puce 8 est plus facilement évacuée en se diffusant dans la matière d'une face à l'autre. De plus, la chaleur produite localement par la puce 8 se diffuse dans la matière substantiellement parallèlement aux faces de la feuille 12, en 5 particulier lorsque la feuille 12 est en un graphite pyrolytique (PGS), de sorte à faciliter l'évacuation de la chaleur produite localement et à éviter une température localement trop élevée de la puce 8. Le dispositif électronique 1 peut être fabriqué individuellement 5 de la manière suivante. Une feuille 12 conductrice de la chaleur, sans ouverture, est, progressivement, étendue et appliquée par pression sur la face arrière 4 de la plaque de support 2, avec interposition d'une couche collective de colle 13 préalablement sur la feuille collective 12 et/ou sur la face 10 arrière de la plaque de support 2. Puis, les ouvertures 14 sont réalisées, par exemple sous l'effet d'un rayonnement laser et les éléments de connexion électrique 15 sont mis en place dans les ouvertures 14 sur les plots arrière 7 des réseaux de connexions électriques 5. 15 Le dispositif électronique 1 peut être issu d'un premier mode de fabrication collective, de la manière suivante. Comme illustré sur la figure 2, une plaque collective de support 2A est pourvue, dans des emplacements adjacents E, de réseaux de connexions électriques 5. 20 Des puces 8 sont montées sur une face avant de la plaque collective de support 2A, dans les emplacements E. Les puces 8 sont noyées dans un bloc collectif d'encapsulation 8A. Une feuille collective 12A conductrice de la chaleur, sans 25 ouverture, est, progressivement, étendue et appliquée par pression sur la face arrière de la plaque collective de support 2A, avec interposition d'une couche collective de colle 13A préalablement sur la feuille collective 12A et/ou sur la face arrière de la plaque collective de support 2A. 30 Puis, comme illustré sur la figure 3, dans chaque emplacement E, des ouvertures 14 sont réalisées au travers de la feuille collective 12A, par exemple sous l'effet d'un rayonnement laser, et des éléments de connexion électrique 15 sont mis en place dans les ouvertures 14 sur les plots arrière 7 des réseaux de connexions électriques 5. 6 Enfin, une opération de découpe, par exemple par sciage, est réalisée le long des lignes longitudinales et transversales de séparation 16 des emplacements E, au travers de la plaque collective de support 2A, du bloc collectif d'encapsulation 8A et de la feuille collective 5 conductrice de la chaleur 12A, de sorte à obtenir une pluralité de dispositifs électroniques 1 singulés. Le dispositif électronique 1 peut être issu d'un deuxième mode de fabrication collective, de la manière suivante. Comme illustré sur la figure 4, on dispose d'un moule 100 qui 10 comprend une partie inférieure 101 et une partie supérieure 102 qui, en position accouplée, délimitent entre elles une empreinte 103 entre une face 104 de la partie inférieure 101 et une face 105 de la partie supérieure 102, les faces 104 et 105 étant opposées et parallèles. On dispose d'une plaque collective de support 2A qui est 15 pourvue, dans des emplacements adjacents E, de réseaux de connexions électriques 5 et qui est munie, dans les emplacements E, de puces 8. Le moule 100 étant ouvert, on réalise les opérations suivantes. Une feuille collective 12A conductrice de la chaleur, sans 20 ouverture, est mise en place au-dessus de la face 104 de la première partie 101 du moule 100, La face arrière de la plaque collective de support 2A, opposée aux puces 8, au-dessus de la feuille conductrice de la chaleur, en interposant une couche collective de colle 13, cette couche étant 25 préalablement sur la feuille collective 12A et/ou sur la plaque collective de support 2A. Le moule 100 est fermé en plaçant la deuxième partie 102 au-dessus de la première partie 101, de sorte à délimiter une cavité 106 au-dessus de la plaque collective de support 2A et autour des puces 8. 30 Par exemple, la face 105 de la deuxième partie 102 du moule 100 est en appui au-dessus des faces avant des puces 8 de sorte que la cavité 106 est formée autour des puces 8. Ensuite, on injecte sous pression une matière d'enrobage dans la cavité, de sorte à former un bloc collectif d'encapsulation 8A dans 7 lequel les puces sont noyées au moins partiellement. La pression d'injection induit une pression d'application de la plaque collective de support 2A sur la feuille collective 12A, facilitant le collage par l'intermédiaire de la couche de colle 13A. 5 Après extraction du moule, on réalise les opérations décrites précédemment en référence à la figure 3, de sorte à obtenir des dispositifs électroniques 1 singulés. Selon une variante de réalisation (non représentée), la puce 8 du dispositif électronique 1 pourrait être reliée à la plaque de support 10 2 par des fils de connexion électrique reliant des plots avant de la puce 8 à des plots avant 6 de la plaque de support 2. La puce 8 serait complètement noyée dans le bloc d'encapsulation 11, ce dernier recouvrant la face avant de la puce 8. Dans ce cas, dans le deuxième mode de fabrication, la partie 15 supérieure 102 du moule 100 serait placée à distance au-dessus de la face avant des puces 8 et à distance des fils de connexion électrique. Selon une variante de réalisation illustrée sur la figure 5, un dispositif électronique 50 se distingue du dispositif électronique 1 par le fait que le bloc d'encapsulation 11 est remplacé par un capot 20 d'encapsulation 51 monté sur la plaque de support 2 et délimitant une chambre 52 dans laquelle se situe la puce 8 et les éléments de connexion électrique 9. Le capot d'encapsulation 51 comprend une paroi frontale 53 située au-dessus de la puce 8 et une paroi périphérique arrière 54 dont 25 le bord arrière est fixé au-dessus de la face avant 3 de la plaque de support 2 par l'intermédiaire d'un cordon de colle 55. Plusieurs puces pourraient être situées dans le capot d'encapsulation 51, éventuellement dans plusieurs chambres délimitées par ce capot. 30 Le dispositif électronique 50 peut être issu d'une fabrication individuelle équivalente à celle décrite précédemment. Le dispositif électronique 50 peut également être issu d'une fabrication collective équivalente au premier mode de fabrication collective décrit précédemment. 8 Dans ce cas, des capots d'encapsulation 51 sont montés sur des emplacements E, à distance les uns des autres, une feuille collective 12A conductrice de la chaleur, sans ouverture, est collée sur la face arrière de la plaque collective de support 2A, des ouvertures 14 sont 5 réalisées dans chaque emplacement E au travers de la feuille collective 12A et des éléments de connexion électrique 15 sont mis en place dans les ouvertures 14 sur les plots arrière 7 des réseaux de connexions électriques 5. Puis, une opération de découpe, par exemple par sciage, est 10 réalisée le long des lignes longitudinales et transversales de séparation des emplacements E, au travers de la plaque collective de support 2A et de la feuille collective conductrice de la chaleur 12A, entre et optionnellement à distance des capots d'encapsulation, REVENDICATIONS1. Dispositif électronique comprenant : une plaque de support (2) présentant une face avant de montage et une face arrière et pourvue d'un réseau (5) de connexions électriques d'une face à l'autre, au moins une puce électronique (8) montée sur la face avant de montage de la plaque de support et reliée électriquement à des plots avant (6) du réseau de connexions électriques, au moins une feuille en une matière conductrice de la chaleur, rapportée sur la face arrière de la plaque de support et présentant des ouvertures (14) découvrant des plots arrière (7) du réseau de connexions électriques. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ladite feuille conductrice de la chaleur (12) est en une matière souple ou flexible. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel ladite feuille conductrice de la chaleur (12) est métallique ou en graphite ou en un graphite pyrolytique (PGS). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite feuille conductrice de la chaleur (12) est rapportée par l'intermédiaire d'une couche de colle (13). 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel la couche de colle (13) est en une matière conductrice de la chaleur. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des éléments de connexion électrique extérieure (15) placés sur les plots arrière du réseau (5) de connexions électriques, au travers et à distance des bords des ouvertures (14) de la feuille conductrice de la chaleur (12). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un capot d'encapsulation monté au-dessus de la face avant de la plaque de support et délimitant une cavité dans laquelle se trouve la puce. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant un bloc d'encapsulation (11) au-dessus de la face avant (3) 10 de la plaque de support (2), dans lequel la puce (8) est au moins partiellement noyée. 9. Procédé de fabrication d'un dispositif électronique comprenant les étapes suivantes : 5 disposer d'une plaque de support (2) présentant une face avant de montage et une face arrière, pourvue d'un réseau de connexions électriques (5) d'une face à l'autre et munie d'au moins une puce électronique montée sur la face avant de montage de la plaque de support et reliée électriquement à des plots avant du réseau de 10 connexions électriques, coller une feuille en une matière conductrice de la chaleur (12) sur la face arrière de la plaque de support, et réaliser des ouvertures (14) au travers de la feuille conductrice de la chaleur, de sorte à découvrir au moins partiellement des plots 15 arrière du réseau de connexions électriques. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel la plaque de support est préalablement munie, au-dessus de la face avant, d'un capot d'encapsulation (51) délimitant une chambre dans laquelle la puce se trouve ou munie d'un bloc d'encapsulation (11) dans lequel la 20 puce est noyée. 11. Procédé selon la revendication 9, comprenant les étapes suivantes : placer la feuille conductrice de la chaleur au-dessus d'une face d'une première partie d'un moule, 25 placer la face arrière de la plaque de support au-dessus de la feuille conductrice de la chaleur, en interposant une couche de colle, placer une deuxième partie du moule au-dessus de la première partie du moule, de sorte à former une cavité au-dessus de la face avant de la plaque de support, dans laquelle se situe la puce, 30 injecter sous pression une matière d'enrobage dans ladite cavité, de sorte à former un bloc d'encapsulation dans lequel la puce est noyée au moins partiellement, et, après extraction du moule, réaliser lesdites ouvertures. 11 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, comprenant l'étape suivante : mettre en place des éléments de connexion électrique sur les plots arrière, au travers et à distance des bords des ouvertures de la feuille conductrice de la chaleur. 5 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, comprenant : choisir la feuille conductrice de la chaleur en une matière métallique ou à base de graphite ou en un graphite pyrolytique (PGS). 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, 10 comprenant : choisir la couche de colle en une matière conductrice de la chaleur.