FR2738077A1 - Micro-boitier electronique pour carte a memoire electronique et procede de realisation - Google Patents
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Abstract
Micro-boîtier électronique (10) pour carte à mémoire électronique, comprenant une pastille semi-conductrice (11) disposée sur une première face d'un support isolant (12) et des zones de contact électrique s'étendant le long d'un plan défini par une deuxième face dudit support isolant (12), ladite pastille semi-conductrice (11) étant reliée auxdites zones (13) de contact électrique par des fils (14) de connexion. Selon l'invention, ledit micro-boîtier (10) comporte: - une bande métallique portant des découpes définissant lesdites zones (13) de contact électrique, - une bande de matériau isolant disposée sur une face de ladite bande métallique, constituant ledit support isolant (12) et épargnant au moins partiellement lesdites zones (13) de contact électrique, - un logement (130) pour ladite pastille semi-conductrice (11), entourant le support isolant (12) et obstruant les découpes de la bande métallique intérieures audit logement (130), non obstruées par le support isolant (12), - un enrobage de résine recouvrant la pastille semi-conductrice (11) et lesdits fils (14) de connexion, emplissant au moins partiellement le logement (130). Application aux cartes à mémoire électronique à microprocesseur, et notamment à microprocesseur constitué par une pastille semi-conductrice de grandes dimensions.
Description
-1-
MICRO-BOITIER ELECTRONIQUE POUR CARTE A MEMOIRE
ELECTRONIQUE ET PROCEDE DE REALISATION
La présente invention concerne un micro-boîtier électronique pour carte à mémoire électronique. Elle concerne également un
procédé de réalisation dudit micro-boîtier.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des cartes à mémoire électronique à microprocesseur,
et notamment à microprocesseur constitué par une pastille semi-
conductrice de grandes dimensions.
On connaît actuellement deux techniques principales pour réaliser des micro-boitiers, ou modules, électroniques destinés à
équiper les cartes à mémoire électronique.
Selon une première technique, illustrée par le brevet français n 2 488 446 par exemple, une bande de matériau isolant, comme le polyéthylène ou une résine époxy, est perforée de manière à dégager des trous de passage pour les futurs fils de connexion de la pastille semi- conductrice à des zones de contact électrique. Une bande métallique est ensuite laminée sur la bande de matériau isolant, puis découpée par attaque chimique afin de réaliser lesdites zones de contact électrique, lesquelles reçoivent un dépôt de couches protectrices. Dans un stade ultérieur, la pastille semi-conductrice est collée sur la bande de matériau isolant ou dans une fenêtre
préalablement découpée dans ladite bande avec les trous de passage.
La pastille semi-conductrice est alors reliée aux zones de contact
électrique par les fils de connexion traversant lesdits trous de passage.
Enfin, la pastille semi-conductrice et les fils de connexion sont protégés contre les agressions mécaniques et chimiques par un enrobage de résine époxy obtenu par moulage ou par simple dépôt
d'une goutte de résine.
Une seconde technique décrite dans le brevet français n 2 639 763 consiste à découper mécaniquement une bande de métal, à la cambrer, puis à réaliser un surmoulage de matériau isolant en épargnant les zones découpées de la bande de métal qui
constitueront les zones de contact électrique du module électronique.
-2- Le métal est ainsi ancré dans le matériau isolant surmoulé grâce au cambrage initial de la bande, ce qui assure la solidarisation mécanique des zones métalliques découpées. D'autre part, le
surmoulage isolant forme une cuvette dans laquelle la pastille semi-
conductrice est collée et reliée aux zones de contact électrique par des
fils de connexion. L'opération de protection de la pastille semi-
conductrice et des fils de connexion se trouve grandement facilitée
puisqu'il suffit pour cela de remplir la cuvette d'une résine liquide.
Ces deux techniques connues présentent cependant des
inconvénients quand il s'agit de protéger des pastilles semi-
conductrices de grandes dimensions.
En effet, en ce qui concerne la première technique, la difficulté réside, d'une part, dans le coût du micro-boîtier ainsi réalisé, lié notamment à l'opération d'attaque chimique de la bande métallique laminée, et, d'autre part, dans l'enrobage de protection de la pastille semi- conductrice et des fils de connexion car il est très délicat d'obtenir un enrobage de grande surface sans en augmenter
l'épaisseur de façon pénalisante.
Quant à la seconde technique connue, la difficulté réside dans la formation du fond de la cuvette qui doit être très fin, mais de grande
surface et avec une bonne planéité.
Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention est de proposer un micro-boîtier électronique pour carte à mémoire électronique, comprenant une pastille semi-conductrice disposée sur une première face d'un support isolant et des zones de contact électrique s'étendant le long d'un plan défini par une deuxième face dudit support isolant, ladite pastille semi-conductrice étant reliée
auxdites zones de contact électrique par des fils de connexion, micro-
boîtier qui serait bien adapté aux pastilles semi-conductrices de grandes dimensions, en particulier du fait qu'il permettrait un enrobage satisfaisant de la pastille semi-conductrice et des fils de
connexion, tout en conservant une épaisseur réduite.
La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que ledit micro-boîtier comporte: -3- - une bande métallique portant des découpes définissant lesdites zones de contact électrique, - une bande de matériau isolant disposée sur une face de ladite bande métallique, constituant ledit support isolant et épargnant au moins partiellement lesdites zones de contact électrique, - un logement pour ladite pastille semi-conductrice, entourant le support isolant et obstruant les découpes de la bande métallique intérieures audit logement non obstruées par le support isolant,
- un enrobage de résine recouvrant la pastille semi-
conductrice et lesdits fils de connexion, emplissant au moins
partiellement le logement.
Ainsi, on comprend que le logement surmoulé dans lequel la pastille semi-conductrice est placée empêche l'étalement de la résine et permet de cette manière d'obtenir un enrobage parfaitement calibré
géométriquement, notamment en épaisseur.
L'invention prévoit également que deux bandes latérales de matériau isolant épargnant lesdites zones de contact électrique sont
également disposées sur ladite face de la bande métallique.
Comme on le verra en détail plus loin, il est alors possible d'insérer le micro-boîtier selon l'invention dans une cavité aménagée dans un corps de carte à mémoire électronique par collage des deux bandes latérales, et éventuellement les extrémités libres de la première bande de matériau isolant, dite bande centrale, contre les bords de la cavité. Selon l'invention, un procédé de réalisation d'un micro-boîtier électronique pour carte à mémoire électronique, comprenant une pastille semi-conductrice disposée sur une première face d'un support isolant et des zones de contact électrique s'étendant le long d'un plan défini par une deuxième face dudit support isolant, ladite pastille semi- conductrice étant reliée auxdites zones de contact électrique par des fils de connexion, est remarquable en ce que ledit procédé comprend les étapes consistant à: -4- (a) réaliser dans une bande métallique des découpes défminissant les zones de contact électrique, (b) disposer sur une face de ladite bande métallique une bande de matériau isolant constituant ledit support isolant et épargnant au moins partiellement lesdites zones de contact électrique, (c) réaliser par surmoulage autour du support isolant un logement pour la pastille semi- conductrice, obstruant les découpes de la bande métallique intérieures audit logement non obstruées par le support isolant, (d) disposer ladite pastille semi-conductrice sur ledit support isolant à l'intérieur du logement, (e) relier la pastille semi-conductrice aux zones de contact électrique à l'aide desdits fils de connexion, (f) enrober ladite pastille semi-conductrice et les fils de connexion à l'aide d'une résine déposée dans ledit logement, (g) découper ladite bande métallique autour du logement pour
former le micro-boîtier.
Les avantages de l'invention sont les suivants: - la découpe de la bande métallique en zones de contact électrique
est facile et peu coûteuse. Elle est également très fiable.
- les bandes de matériau isolant ont des surfaces planes très régulières, favorables au collage de la pastille semi-conductrice et,
ultérieurement du micro-boîtier dans la cavité du corps de carte.
- le dépôt de résine dans le logement surmoulé devient une opération élémentaire, - le logement surmoulé forme un raidisseur qui protège la pastille
semi-conductrice contre les flexions.
- les bandes de matériau isolant peuvent être très fines, diminuant l'épaisseur totale de l'ensemble et formant des parties élastiques aptes à découpler mécaniquement la pastille semi-conductrice des poins de fixation du micro-boitier dans la cavité du corps de carte. - les bandes de matériau isolant forment un masque naturel lors de l'opération de traitement de surface de la bande métallique par
dépôt galvanique, économisant les métaux précieux déposés.
-5-
La description qui va suivre en regard des dessins annexés,
donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi
consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.
La figure 1 est une vue de dessus d'une bande métallique découpée conformément au procédé selon l'invention. La figure 2 est une vue de dessus de la bande métallique de la figure 1 sur laquelle sont disposées une bande centrale et deux
bandes latérales de matériau isolant.
La figure 3 est une vue de dessus de l'ensemble de la figure 2 sur
lequel est formé le logement surmoulé conforme à l'invention.
La figure 4 est une vue de dessus de la structure du micro-boîtier
de la figure 3 dans laquelle est placée une pastille semi-conductrice.
La figure 5 est une vue de dessus d'un micro-boîtier conforme à l'invention. La figure 6 est une vue de côté en coupe du micro- boîtier de la figure 5 inséré dans la cavité d'un corps de carte à mémoire électronique. Les figures 1 à 4 illustrent les différentes étapes d'un procédé de réalisation d'un micro-boîtier 10 pour carte à mémoire électronique, tel que celui représenté aux figures 5 et 6. Ce micro-boîtier 10 comprend une pastille semi-conductrice 1 1 disposée sur une première face d'un support isolant 12 et des zones 13 de contact électrique s'étendant le long d'un plan défini par une deuxième face dudit support isolant 12, ladite pastille semi-conductrice 11 étant reliée
auxdites zones 13 de contact électrique par des fils 14 de connexion.
Conformément aux figures 1 à 4, le procédé de réalisation du microboîtier électronique 10 des figures 5 et 6 comprend les étapes suivantes. La première étape illustrée sur la figure 1 consiste à réaliser dans une bande métallique 100 des découpes 101 définissant lesdites zones 13 de contact électrique. Le métal constituant ladite bande métallique peut avantageusement être du bronze. En effet, ce matériau se découpe facilement, résiste bien à la corrosion et il peut être
conditionné sous forme de films minces.
-6- Puis, comme le montre la figure 2, on dispose sur une face de la bande métallique 100 une bande centrale 110 de matériau isolant qui
constitue le support isolant 12 sur lequel sera placé la pastille semi-
conductrice. Deux bandes latérales 120, également en matériau isolant, peuvent aussi être disposées sur ladite face de la bande métallique 100. Bien entendu, les bandes centrale 110 et latérales 120 de matériau isolant sont prévues et positionnées de manière à
épargner au moins partiellement les zones 13 de contact électrique.
Le matériau isolant utilisé peut être du Kapton (marque déposée) ou, de préférence, du polyéthylene. Ce dernier matériau est en effet moins cher. Il est disponible en films minces de bonne qualité et peut être enduit. Ses qualités mécaniques, notamment sa stabilité dimensionnelle, sont moins bonnes que celles du Kapton, mais ce défaut n'est pas rédhibitoire car la précision du placement des bandes
110, 120 sur la bande métallique 100 n'a pas besoin d'être parfaite.
Il convient également de noter que les bandes centrale 110 et latérales 120 peuvent être de matériau et/ou d'épaisseur différents, les bandes latérales 120 étant, par exemple, plus flexibles que la
bande centrale 110.
Dans une forme de réalisation particulière, les bandes 110, 120 de matériau isolant sont formées d'une âme en matériau plastique mécaniquement et thermiquement solide dont une première face porte une couche adhésive apte à fixer lesdites bandes 110, 120 sur la
bande métallique 100.
Au besoin, on peut à ce stade du procédé effectuer une opération de traitement de surface de la bande métallique par dépôt galvanique de nickel et d'or par exemple, les bandes 110, 120 de matériau isolant formant masque pour délimiter les zones auxquelles est appliqué ledit traitement, avec toutes les économies en métaux déposés qui en
résultent.
Comme l'indique la figure 3, on réalise ensuite, par surmoulage
autour du support isolant 12, un logement 130 pour la pastille semi-
conductrice 11, lequel logement présente des protubérances 131 destinées à obstruer les découpes 101 de la bande métallique 100 intérieures audit logement 130, non obstruées par le support isolant -7- 12. On obtient ainsi un logement parfaitement hermétique. Le matériau de surmoulage utilisé est, de préférence, un thermoplastique. Il doit pouvoir être moulé en parois minces et avoir un très faible retrait. Ce peut être un CTP ou un LCP (Liquid Crystal Polymer) dont la fluidité à chaud est excellente. Ce dernier matériau
présente également l'avantage d'une bonne rigidité à froid.
La liaison entre les bandes 110, 120 de matériau isolant et le matériau surmoulé du logement 130 peut être assurée du fait que lesdites bandes 110, 120 portent sur une deuxième face une seconde couche adhésive. Le matériau constituant le logement 130 peut alors être choisi pour ses seules caractéristiques mécaniques et de moulage,
indépendamment de ses capacités d'adhésion.
Dans une étape ultérieure, représentée sur la figure 4, la pastille semiconductrice 11 est placée sur le support isolant 12 à l'intérieur du logement 130 surmoulé. Puis, ladite pastille semi-conductrice 11 est reliée aux zones 13 de contact électrique à l'aide de fils 14 de
connexion, des fils d'or par exemple.
Enfin, la pastille semi-conductrice 11 et les fils 14 de connexion sont enrobés à l'aide d'une résine 140 déposée dans le logement 130,
comme illustré sur la figure 6.
L'étape finale du procédé conforme à l'invention consiste à découper la bande métallique 100 autour du logement 130 pour
former le micro-boîtier 10 tel que représenté sur la figure 5.
La figure 6 montre que le micro-boîtier 10 ainsi réalisé peut être inséré dans une cavité 210 aménagée dans un corps 200 de carte à mémoire électronique. La fixation du micro-boîtier 10 dans la cavité 210 est, avantageusement, obtenue à l'aide de la seconde couche adhésive qui assure la liaison entre les bandes 110, 120 de matériau isolant et le logement 130, ce qui évite une opération supplémentaire de dépôt d'un adhésif spécifique au collage micro-boitier/corps de carte. Dans ce cas, ladite seconde couche adhésive est une colle réactivable et les parties du moule de surmoulage du logement en contact avec la future zone de collage du micro-boîtier dans la cavité du corps de carte sont refroidies de telle sorte que ladite colle réactivable n'adhère pas au moule. La seconde couche adhésive peut -8- même être simplement une couche d'accrochage de la colle qui servira
à la fixation du micro-boitier.
Une variante de mise en oeuvre du procédé de l'invention consiste à découper dans la bande métallique des fentes de découplage à l'extérieur du logement. Ces fentes augmentent la flexibilité du micro- boitier dans ses parties périphériques, à l'extérieur du logement. Au contraire, le logement et l'enrobage de résine qu'il contient forment un ensemble rigide protégeant la pastille semi-conductrice contre les flexions. -9-
Claims (13)
1. Micro-boîtier électronique (10) pour carte à mémoire électronique, comprenant une pastille semi-conductrice (11) disposée sur une première face d'un support isolant (12) et des zones de contact électrique s'étendant le long d'un plan défini par une deuxième face dudit support isolant (12), ladite pastille semi-conductrice (11) étant reliée auxdites zones (13) de contact électrique par des fils (14) de connexion, caractérisé en ce que ledit micro-boitier (10) comporte: - une bande métallique (100) portant des découpes (101) définissant lesdites zones (13) de contact électrique, - une bande (110) de matériau isolant disposée sur une face de ladite bande métallique (100), constituant ledit support isolant (12) et épargnant au moins partiellement lesdites zones (13) de contact électrique, - un logement (130) pour ladite pastille semi-conductrice (11), entourant le support isolant (12) et obstruant les découpes (101) de la bande métallique (100) intérieures audit logement (130), non obstruées par le support isolant (12),
- un enrobage (140) de résine recouvrant la pastille semii-
conductrice (11) et lesdits fils (14) de connexion, emplissant
au moins partiellement le logement (130).
2. Micro-boitier électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux bandes latérales (120) de matériau isolant épargnant au moins partiellement lesdites zones (13) de contact électrique sont également disposées sur ladite face de la bande métallique
(100).
3. Micro-boitier électronique selon l'une des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce qu'au moins une bande (110, 120) de matériau isolant est formée d'une âme en matériau plastique dont une première face porte une couche adhésive apte à fixer ladite bande
(110, 120) de matériau isolant sur la bande métallique (100).
4. Micro-boitier électronique selon l'une quelconque des
revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une bande
-10- (110, 120) de matériau isolant est formée d'une âme en matériau plastique dont une deuxième face porte une couche adhésive apte
à assurer la liaison avec ledit logement (130).
5. Micro-boitier électronique selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite couche adhésive de ladite deuxième face est également apte à fixer le micro-boîtier (10) dans une cavité (210)
aménagée dans un corps (200) de carte à mémoire électronique.
6. Micro-boitier électronique selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la bande métallique
(100) porte un traitement de surface sur des zones (150) délimitées par au moins une bande (110, 120) de matériau isolant.
7. Carte à mémoire électronique comprenant un micro-boîtier
électronique (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6
placé dans une cavité (210) aménagée dans un corps (200) de carte.
8. Procédé de réalisation d'un micro-boîtier électronique (10) pour
carte à mémoire électronique, comprenant une pastille semi-
conductrice (11) disposée sur une première face d'un support isolant (12) et des zones (13) de contact électrique s'étendant le long d'un plan défini par une deuxième face dudit support isolant (12), ladite pastille semi-conductrice (11) étant reliée auxdites zones (13) de contact électrique par des fils (14) de connexion, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes consistant à: (a) réaliser dans une bande métallique (100) des découpes (101) définissant les zones (13) de contact électrique, (b) disposer sur une face de ladite bande métallique (100) une bande (110) de matériau isolant constituant ledit support isolant (12) et épargnant au moins partiellement lesdites zones (13) de contact électrique, (c) réaliser par surmoulage autour du support isolant (12) un logement (130) pour la pastille semi- conductrice (11), obstruant les découpes (101) de la bande métallique (100) -11- intérieures audit logement (130), non obstruées par le support isolant (12), (d) disposer ladite pastille semi-conductrice (11) sur ledit support isolant (12) à l'intérieur du logement (130), (e) relier la pastille semi-conductrice (11) aux zones (13) de contact électrique à l'aide desdits fils (14) de connexion, (O enrober ladite pastille semi-conductrice (11) et les fils (14) de connexion à l'aide d'une résine (140) déposée dans ledit logement (130), (g) découper ladite bande métallique (100) autour du logement
(130) pour former le micro-boitier (10).
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape (b) comprend également l'opération consistant à disposer sur ladite face de la bande métallique (100) deux bandes latérales (120) de matériau isolant épargnant au moins partiellement lesdites zones
(13) de contact électrique.
10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce
qu'au moins une bande (110, 120) de matériau isolant est formée d'une âme en matériau plastique dont une première face porte une couche adhésive apte à fixer ladite bande (110, 120) de
matériau isolant sur la bande métallique (100).
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10,
caractérisé en ce qu'au moins une bande (110, 120) de matériau isolant est formée d'une âme en matériau plastique dont une deuxième face porte une couche adhésive apte à assurer la liaison
avec ledit logement (130).
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite couche adhésive de ladite deuxième face est également apte à fixer le micro-boitier (10) dans une cavité (210) aménagée dans
un corps (200) de carte à mémoire électronique.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 12,
caractérisé en ce qu'entre les étapes (b) et (c) est réalisée une opération consistant en un traitement de surface de la bande métallique (100), au moins une bande (110, 120) de matériau -12- isolant formant masque pour délimiter des zones (150) auxquelles
est appliqué ledit traitement.
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