FR2757682A1 - METHOD AND DEVICE FOR CONNECTING A SEMICONDUCTOR COMPONENT TO A SUBSTRATE PROVIDED WITH CONDUCTORS - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONNEXION D'UN COMPOSANT
SEMICONDUCTEUR SUR UN SUBSTRAT EQUIPE DE CONDUCTEURS
La présente invention se rapporte au domaine de la connectique.METHOD AND DEVICE FOR CONNECTING A COMPONENT
SEMICONDUCTOR ON A SUBSTRATE PROVIDED WITH CONDUCTORS
The present invention relates to the field of connectors.
Plus particulièrement elle se rapporte à un procédé et un dispositif de connexion d'un composant semiconducteur sur un substrat équipé de conducteurs. Par substrat on entend support rigide.More particularly, it relates to a method and a device for connecting a semiconductor component to a substrate equipped with conductors. By substrate is meant rigid support.
Ce procédé s'applique plus particulièrement à la connexion d'un circuit intégré sur une dalle d'écran plat de toute nature. Ces écrans plats peuvent être par exemple des écrans de type panneaux à plasma ou panneaux à cristaux liquides, des écrans à émission de champ, des écrans de détection pour détecteurs de rayons X, des écrans électroluminescents. This process applies more particularly to the connection of an integrated circuit on a flat screen panel of any kind. These flat screens may for example be screens of the plasma panel or liquid crystal panel type, field emission screens, detection screens for X-ray detectors, electroluminescent screens.
Les écrans plats qu'ils soient à plasma ou à cristaux liquides sont formés de deux dalles de verre face à face comportant sur leurs faces en regard un réseau d'électrodes ou de conducteurs. Ces conducteurs sont généralement réalisés en oxyde d'indium et d'étain (ITO). Ces conducteurs disposés en lignes et colonnes doivent être connectés à des circuits intégrés de commande électrique dits "drivers" L'augmentation de la résolution de ces écrans plats de visualisation entraîne une augmentation du nombre de pixels et donc une augmentation du nombre d'électrodes et une diminution de leur pas. Flat screens, whether plasma or liquid crystal, are made up of two face-to-face glass slabs having on their facing faces a network of electrodes or conductors. These conductors are generally made of indium tin oxide (ITO). These conductors arranged in rows and columns must be connected to integrated electrical control circuits called "drivers". The increase in the resolution of these flat display screens results in an increase in the number of pixels and therefore an increase in the number of electrodes and a decrease in their pace.
Un circuit intégré de type "driver" comporte plus de contacts de sortie (n) que de contacts d'entrée (e). Les contacts d'entrée servent entre autre à son alimentation électrique. Le nombre e de contacts d'entrée est généralement le quart du nombre n de contacts de sortie. An integrated driver-type circuit has more output contacts (n) than input contacts (e). The input contacts are used, among other things, for its power supply. The number e of input contacts is generally a quarter of the number n of output contacts.
Le circuit intégré avec n+e contacts est généralement encapsulé dans un boîtier et ses n+e contacts sont reliés aux n+e contacts du boîtier par soudage de n+e conducteurs filaires à leurs deux extrémités. Cette technique est connue sous la dénomination anglaise de "wire bonding" Le nombre de points de soudure est donc de 2(n+e). The integrated circuit with n + th contacts is generally encapsulated in a case and its n + th contacts are connected to the n + th contacts of the case by soldering n + th wire conductors at their two ends. This technique is known by the English name of "wire bonding" The number of solder points is therefore 2 (n + e).
Le circuit intégré encapsulé est généralement soudé sur une carte électronique et pour cette étape n+e points de soudure sont requis. La carte électronique est connectée au substrat muni de conducteurs à l'aide d'un circuit souple qui est généralement pressé d'un côté sur le substrat et de l'autre sur la carte électronique. Ces deux liaisons nécessitent 2n points de connexion. Dans ce cas 5n+3e points de connexion sont requis pour réaliser la connexion totale entre la carte électronique et le substrat. The encapsulated integrated circuit is generally soldered on an electronic card and for this step n + e solder points are required. The electronic card is connected to the substrate provided with conductors by means of a flexible circuit which is generally pressed on one side on the substrate and on the other on the electronic card. These two links require 2n connection points. In this case 5n + 3rd connection points are required to make the total connection between the electronic card and the substrate.
Pour améliorer la fiabilité et diminuer l'encombrement en réduisant la surface de la carte électronique, il a été proposé de connecter le circuit intégré non encapsulé directement sur le circuit souple par câblage filaire, cette technique est connue sous la dénomination de COF pour "Chip on Flex". To improve reliability and reduce bulk by reducing the surface area of the electronic card, it has been proposed to connect the non-encapsulated integrated circuit directly to the flexible circuit by wire wiring, this technique is known by the name COF for "Chip on Flex ".
Dans ce cas le nombre de points de connexion n'est plus que de 3n+3e se décomposant de la manière suivante:
- n contacts sont réalisés en pressant le circuit souple sur le substrat,
- e contacts sont réalisés en pressant le circuit souple sur la carte électronique,
- 2n+2e points de soudure sont requis pour le montage du circuit intégré nu sur le circuit souple à l'aide d'un câblage filaire. Le circuit intégré est fixé au circuit souple et ses plots de connexion placés sur sa face supérieure sont reliés au circuit souple.In this case the number of connection points is no more than 3n + 3e, broken down as follows:
- n contacts are made by pressing the flexible circuit on the substrate,
- contacts are made by pressing the flexible circuit on the electronic card,
- 2n + 2nd solder points are required for mounting the bare integrated circuit on the flexible circuit using wired wiring. The integrated circuit is fixed to the flexible circuit and its connection pads placed on its upper face are connected to the flexible circuit.
La technique de connexion connue sous la dénomination de TAB pour "Tape Automated Bonding" diminue encore le nombre de points de connexion. Cette technique consiste à souder par ultra-sons les contacts du circuit intégré sur le circuit souple. Le nombre de points de connexion n'est plus que de 2n + 2e se décomposant de la manière suivante
- n contacts sont réalisés en pressant le circuit souple sur le substrat,
- e contacts sont réalisés en pressant le circuit souple sur la carte électronique,
- n + e points de soudure sont requis pour fixer directement les contacts du circuit intégré sur le circuit souple.The connection technique known under the name of TAB for "Tape Automated Bonding" further reduces the number of connection points. This technique consists in ultrasound welding the contacts of the integrated circuit on the flexible circuit. The number of connection points is no more than 2n + 2e breaking down as follows
- n contacts are made by pressing the flexible circuit on the substrate,
- contacts are made by pressing the flexible circuit on the electronic card,
- n + e solder points are required to directly fix the contacts of the integrated circuit on the flexible circuit.
Dans le but d'une diminution de la surface du circuit souple, le circuit intégré nu peut être raccordé directement sur le substrat muni de conducteurs à l'aide d'un câblage filaire. Dans ce cas le nombre de points de connexion est de 2n+4e se décomposant de maniére suivante
2n+2e points de soudure sont requis pour le montage du circuit intégré nu sur le substrat à l'aide d'un câblage filaire. In order to reduce the surface area of the flexible circuit, the bare integrated circuit can be connected directly to the substrate provided with conductors using wire wiring. In this case the number of connection points is 2n + 4th decomposing as follows
2n + 2nd solder points are required for mounting the bare integrated circuit on the substrate using wire wiring.
- e contacts sont réalisés en pressant le circuit souple sur le substrat,
- e contacts sont réalisés en pressant le circuit souple sur la carte électronique. Le circuit souple ne possède plus que e conducteurs et sa surface et sa complexité sont notablement diminuées.- contacts are made by pressing the flexible circuit on the substrate,
- Contacts are made by pressing the flexible circuit on the electronic card. The flexible circuit has only e conductors and its surface and its complexity are significantly reduced.
Encore une autre solution proche de celle qui vient d'être décrite, dite "flip chip" consiste à fixer directement les plots du circuit intégré nu aux conducteurs du substrat. Les plots du circuit intégré sont alors en regard des conducteurs du substrat. La liaison peut se faire par une technique de collage avec un adhésif contenant des microbilles qui établissent un contact dans une seule direction entre le circuit intégré et le conducteur. Yet another solution close to that which has just been described, known as a "flip chip", consists in directly fixing the pads of the bare integrated circuit to the conductors of the substrate. The pads of the integrated circuit are then opposite the conductors of the substrate. The connection can be made by a bonding technique with an adhesive containing microbeads which establish contact in one direction between the integrated circuit and the conductor.
Plusieurs types d'adhésifs peuvent être utilisés tels qu'une résine réticulable aux ultra-violets, une colle séchant sous pression et à chaud ou un film adhésif anisotropique posé à chaud et sous pression. Several types of adhesives can be used such as a crosslinkable resin with ultraviolet rays, an adhesive drying under pressure and hot or an anisotropic adhesive film applied hot and under pressure.
Les microbilles sont soit simplement métalliques, soit en carbone enrobé d'une couche métallique. The microbeads are either simply metallic or carbon coated with a metallic layer.
La liaison peut aussi se faire par une technique de soudage. Les plots du circuit intégré sont alors traités de manière à comporter une excroissance de l'ordre de la dizaine de micromètres. Ces excroissances peuvent être réalisées, par exemple, par une goutte de soudure en SnPb, par une métallisation par ultrasons, par croissance électrolytique etc. The connection can also be made by a welding technique. The pads of the integrated circuit are then treated so as to include an outgrowth of the order of ten micrometers. These growths can be produced, for example, by a drop of SnPb solder, by metallization by ultrasound, by electrolytic growth, etc.
Un mélange des deux techniques peut être utilisé. A mixture of the two techniques can be used.
Ces techniques réduisent encore le nombre de points de connexion à n+3e se décomposant en:
- n+e pour la fixation du circuit intégré sur le substrat.These techniques further reduce the number of connection points to n + 3e broken down into:
- n + e for fixing the integrated circuit to the substrate.
- e contacts pour le pressage du circuit souple sur le substrat,
- e contacts pour le pressage du circuit souple sur la carte électronique.- contacts for pressing the flexible circuit on the substrate,
- e contacts for pressing the flexible circuit on the electronic card.
Cette variante présente un nombre réduit de points de connexion et donc un coût réduit. Mais une fois que le circuit intégré est fixé, il n'est plus possible de le démonter sans endommager généralement les conducteurs du substrat. Le circuit intégré ne peut être changé en cas de défaillance car une réparation ne peut être entreprise qu'avec beaucoup de difficultés. This variant has a reduced number of connection points and therefore a reduced cost. But once the integrated circuit is fixed, it is no longer possible to dismantle it without generally damaging the conductors of the substrate. The integrated circuit cannot be changed in the event of a failure since repair can only be undertaken with great difficulty.
De plus, la liaison entre les plots du circuit intégré et les conducteurs du substrat est rigide, la fiabilité n'est pas très bonne car des différences de dilatation peuvent apparaître entre les plots et les connexions. Les risques de cassure ne sont pas négligeables. In addition, the connection between the pads of the integrated circuit and the conductors of the substrate is rigid, the reliability is not very good because differences in expansion may appear between the pads and the connections. The risks of breakage are not negligible.
Le procédé selon l'invention vise à améliorer la fiabilité de la connexion et à permettre les réparations tout en restant simple et bon marché. Au point de vue nombre de points de connexion il est équivalent à celui de la technique dite flip-chip. The method according to the invention aims to improve the reliability of the connection and to allow repairs while remaining simple and inexpensive. In terms of number of connection points it is equivalent to that of the so-called flip-chip technique.
Le composant semiconducteur et le substrat équipé des conducteurs peuvent être utilisés sans préparation particulière. The semiconductor component and the substrate equipped with the conductors can be used without special preparation.
Pour atteindre ces buts le procédé selon l'invention consiste à mettre en contact électrique les contacts du composant semiconducteur et les conducteurs du substrat et à maintenir ce contact électrique à l'aide d'un élément de pressage qui appuie d'un côté sur le substrat et de l'autre sur le composant semiconducteur. To achieve these aims, the method according to the invention consists in bringing the semiconductor component contacts and the conductors of the substrate into electrical contact and in maintaining this electrical contact by means of a pressing element which bears on one side on the substrate and the other on the semiconductor component.
II est possible de coller le composant semiconducteur à sa place au substrat en évitant les contacts et les conducteurs puis de mettre l'élément de pressage. It is possible to stick the semiconductor component in its place to the substrate, avoiding the contacts and the conductors, then to put the pressing element.
Une variante consiste à solidariser le composant semiconducteur et l'élément de pressage et à les mettre en place ensemble. Cette variante est préférée si le substrat est transparent. A variant consists in joining the semiconductor component and the pressing element and in putting them together. This variant is preferred if the substrate is transparent.
En vue de protéger les contacts du composant semiconducteur, il est préférable d'appliquer une résine de protection sur le substrat, cette résine étant chassée des contacts après la mise en place de l'élément de pressage. In order to protect the contacts of the semiconductor component, it is preferable to apply a protective resin to the substrate, this resin being driven out of the contacts after the pressing element has been put in place.
Pour améliorer la fiabilité du contact électrique, il est recommandé d'utiliser des conducteurs et/ou des contacts ductiles. Les conducteurs peuvent en outre comporter des aspérités calibrées. To improve the reliability of the electrical contact, it is recommended to use conductors and / or ductile contacts. The conductors may also have calibrated asperities.
L'élément de pressage peut avoir une fonction de dissipation thermique et comporter une partie assurant un contact thermique surfacique avec le composant semiconducteur. Pour améliorer encore la dissipation, un ou plusieurs éléments de type radiateur peuvent être solidaires de la partie assurant le contact thermique surfacique. The pressing element can have a heat dissipation function and include a part ensuring surface thermal contact with the semiconductor component. To further improve dissipation, one or more elements of the radiator type may be integral with the part ensuring surface thermal contact.
Le composant semiconducteur peut être soit utilisé nu soit utilisé encapsulé. The semiconductor component can be either used naked or used encapsulated.
Dans la première possibilité, en vue de le protéger il est possible de l'enrober de résine ou de lui apposer un capot. In the first possibility, in order to protect it, it is possible to coat it with resin or to affix a cover to it.
Dans la seconde possibilité, il est préférable que les contacts du composant semiconducteur soient rentrants sous le boîtier. Un conducteur de type Zebra inséré entre les contacts et les conducteurs du substrat peut contribuer à réaliser le contact électrique. Un élément élastique peut être inséré entre les contacts du composant semiconducteur et le boîtier. In the second possibility, it is preferable that the contacts of the semiconductor component are re-entrant under the housing. A Zebra type conductor inserted between the contacts and the conductors of the substrate can help to make the electrical contact. An elastic element can be inserted between the contacts of the semiconductor component and the housing.
L'invention concerne aussi un dispositif de connexion d'un composant semiconducteur muni de contacts sur un substrat équipé de conducteurs comportant un élément de pressage qui appuie d'un côté sur le substrat et de l'autre sur le composant semiconducteur pour maintenir en contact électrique les contacts et les conducteurs. The invention also relates to a device for connecting a semiconductor component provided with contacts on a substrate equipped with conductors comprising a pressing element which bears on one side on the substrate and on the other on the semiconductor component to maintain in contact electrical contacts and conductors.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'exemples de réalisation illustrée par les figures annexées qui représentent:
- les figures la, lb plusieurs exemples d'un dispositif de connexion d'un composant semiconducteur nu, conforme à l'invention;
- les figures 2a, 2b encore deux exemples d'un dispositif de connexion d'un composant semiconducteur encapsulé, conforme à l'invention,
- la figure 3 un conducteur de type Zebra utilisé pour la connexion;
- la figure 4 un dispositif de connexion selon l'invention dans lequel l'élément de pressage a une fonction de dissipation thermique.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the description of exemplary embodiments illustrated by the appended figures which represent:
- Figures la, lb several examples of a connection device for a bare semiconductor component, according to the invention;
FIGS. 2a, 2b two more examples of a device for connecting an encapsulated semiconductor component, in accordance with the invention,
- Figure 3 a Zebra type conductor used for connection;
- Figure 4 a connection device according to the invention in which the pressing element has a heat dissipation function.
Les figures la, lb montrent des exemples de composant semiconducteur i connecté à des conducteurs 2 placés sur un substrat diélectrique 3 selon le procédé conforme à l'invention. Le substrat diélectrique 3 peut être par exemple une des dalles de verre d'un écran plat. Figures la, lb show examples of semiconductor component i connected to conductors 2 placed on a dielectric substrate 3 according to the method according to the invention. The dielectric substrate 3 can for example be one of the glass slabs of a flat screen.
L'autre dalle référencée 3' sur la figure la vient en vis-à-vis mais est plus petite. Dans les exemples décrits, le composant semiconducteur 1 est nu c'est-à-dire non encapsulé et c'est un circuit intégré. II possède des plots 4 légèrement protubérants qui servent de contact. Les contacts 4 au lieu d'être des plots protubérants pourraient affleurer le composant semiconducteur. Le terme circuit intégré est employé dans la suite de la description. The other panel referenced 3 ′ in the figure la comes opposite but is smaller. In the examples described, the semiconductor component 1 is bare, that is to say not encapsulated and it is an integrated circuit. It has slightly protruding studs 4 which serve as contact. Contacts 4 instead of being protruding studs could be flush with the semiconductor component. The term integrated circuit is used in the following description.
Les plots 4 d'interconnexion du circuit intégré 1 viennent en contact électrique avec les conducteurs 2 du substrat diélectrique 3. Ils sont aussi en contact mécanique avec les conducteurs. Le maintien du contact électrique est assuré par un élément de pressage 5 qui appuie d'un côté sur le substrat 3 et de l'autre sur le circuit intégré 1. The interconnection pads 4 of the integrated circuit 1 come into electrical contact with the conductors 2 of the dielectric substrate 3. They are also in mechanical contact with the conductors. The electrical contact is maintained by a pressing element 5 which presses on one side on the substrate 3 and on the other on the integrated circuit 1.
Le circuit intégré 1 peut être apposé directement en position sur le substrat 3 diélectrique et retenu à l'aide d'adhésif 7 inséré entre le substrat 3 et le circuit intégré 1 hors plots 4. Le contact électrique est maintenu par la mise en place de l'élément de pressage 5. L'adhésif utilisé est de préférence une colle non rigide, par exemple thixotropique, c'est-àdire qui ne coule pas, à prise rapide. Seule une micro goutte est nécessaire. The integrated circuit 1 can be affixed directly in position on the dielectric substrate 3 and retained with the aid of adhesive 7 inserted between the substrate 3 and the integrated circuit 1 without studs 4. The electrical contact is maintained by the installation of the pressing element 5. The adhesive used is preferably a non-rigid adhesive, for example a thixotropic, that is to say a non-flowing, quick-setting adhesive. Only a micro drop is necessary.
Cet exemple est illustré par la figure lb. This example is illustrated in Figure 1b.
L'élément de pressage 5 est de préférence une pince métallique adaptée à la géométrie du substrat, du circuit intégré et de la force à appliquer. L'élément de pressage prend appui d'un côté sur le substrat 3 et de l'autre sur le circuit intégré 1. The pressing element 5 is preferably a metal clamp adapted to the geometry of the substrate, of the integrated circuit and of the force to be applied. The pressing element is supported on one side on the substrate 3 and on the other on the integrated circuit 1.
La planéité d'un composant semiconducteur nu est de l'ordre de 3 à 4 micromètres par centimètre pour une épaisseur de 500 micrométres qui est l'épaisseur la plus courante pour les composants semiconducteurs en silicium. De tels composants sont relativement flexibles et une flexion supérieure à 10 micromètres par centimètre peut être obtenue, sans les endommager, avec une force inférieure à la centaine de grammes. The flatness of a bare semiconductor component is of the order of 3 to 4 micrometers per centimeter for a thickness of 500 micrometers which is the most common thickness for the semiconductor silicon components. Such components are relatively flexible and bending greater than 10 micrometers per centimeter can be obtained, without damaging them, with a force of less than a hundred grams.
Un substrat de verre pour écrans plats a une planéité de l'ordre du micromètre par centimètre. Un composant semiconducteur nu peut supporter des pressions de plusieurs centaines de kilogrammes par centimètre carré. A glass substrate for flat screens has a flatness of the order of a micrometer per centimeter. A bare semiconductor component can withstand pressures of several hundred kilograms per square centimeter.
Un composant semiconducteur de 1cm2 possédant 100 plots de 150 micromètres carrés, soit 1,5 mm2 de plots, qui reçoit une force de 300 grammes, supporte 20 kg/cm2 sur ses plots. Une force jusqu'à dix fois plus grande pourrait lui être appliquée sans dommage. A semiconductor component of 1 cm 2 having 100 pads of 150 square micrometers, or 1.5 mm 2 of pads, which receives a force of 300 grams, supports 20 kg / cm 2 on its pads. Up to ten times greater force could be applied to it without damage.
Pour améliorer le contact électrique entre les plots 4 et les conducteurs 2, il est préférable que les plots 4 soient légèrement ductiles. To improve the electrical contact between the pads 4 and the conductors 2, it is preferable that the pads 4 are slightly ductile.
Quant aux conducteurs 2 ils pourront être soit aussi légèrement ductiles par exemple être en oxyde d'indium et d'étain (ITO) soit posséder un état de surface avec un grand nombre d'aspérités 1 1 calibrées qui viennent s'imprimer dans les plots 4. Ces conducteurs à aspérités il peuvent être obtenus par placage de matériaux tels que l'or, le palladium. Ces aspérités 11 sont visibles sur la figure la , elles ne sont pas à l'échelle dans un souci de clarté.As for the conductors 2, they can either be as slightly ductile, for example, be made of indium tin oxide (ITO) or have a surface finish with a large number of calibrated roughnesses 1 1 which are printed on the studs. 4. These asperity conductors can be obtained by plating materials such as gold, palladium. These asperities 11 are visible in FIG. La, they are not to scale for the sake of clarity.
II est préférable en vue d'améliorer la fiabilité de la connexion que les plots 4 du circuit intégré aient sensiblement la même hauteur. Les plots de certains circuits intégrés du commerce ont une tolérance de l'ordre du micromètre. Si nécessaire, une opération d'arasement mécanique des plots peut être entreprise. Les meilleures qualités de connexion sont obtenues en combinant plusieurs de ces techniques. It is preferable in order to improve the reliability of the connection that the pads 4 of the integrated circuit have substantially the same height. The pads of some commercial integrated circuits have a tolerance of the order of a micrometer. If necessary, a mechanical leveling operation of the studs can be undertaken. The best connection qualities are obtained by combining several of these techniques.
Au lieu d'apposer le circuit intégré 1 seul à sa place sur le substrat 3 puis de placer l'élément de pressage 5, il est possible de le rendre solidaire de l'élément de pressage 5 et de mettre en place ensemble le circuit intégré 1 et l'élément de pressage 5 sur le substrat 3. Instead of affixing the integrated circuit 1 alone in its place on the substrate 3 and then placing the pressing element 5, it is possible to make it integral with the pressing element 5 and to put the integrated circuit together 1 and the pressing element 5 on the substrate 3.
La figure la illustre cette possibilité. The figure illustrates this possibility.
La solidarisation 8 peut se faire par collage. Cette variante s'utilise de préférence avec un substrat 3 transparent car le positionnement de l'ensemble circuit intégré 1-élément de pressage 5 sur les conducteurs 2 est aisé et se fait visuellement au travers du substrat. The connection 8 can be made by gluing. This variant is preferably used with a transparent substrate 3 because the positioning of the integrated circuit 1-pressing element 5 assembly on the conductors 2 is easy and is done visually through the substrate.
En vue de protéger les zones de contact électrique entre le circuit intégré 1 à plots 4 protubérants et les conducteurs 2 du substrat 3, vis-à-vis de l'environnement ambiant, il est possible d'appliquer sur le substrat 3 une résine 6 liquide qui sera chassée localement des plots 4 lors de la mise en pression du circuit intégré 1 sur le substrat 3. Cette résine reste présente autour des plots 4 et en se solidifiant constitue une protection. In order to protect the areas of electrical contact between the integrated circuit 1 with protruding studs 4 and the conductors 2 of the substrate 3, with respect to the ambient environment, it is possible to apply a resin 6 to the substrate 3 liquid which will be driven locally from the pads 4 during the pressurization of the integrated circuit 1 on the substrate 3. This resin remains present around the pads 4 and by solidifying constitutes protection.
Dans tous les cas, même lorsque de la résine de protection est appliquée le circuit intégré 1 peut être démonté et un nouveau remonté sans endommager le substrat 3 ni ses conducteurs 2. La résine peut être éliminée chimiquement et la colle 7 aussi. II ne faut pas oublier que la colle 7 est appliquée hors plots 4 et donc également hors conducteurs 2. In all cases, even when protective resin is applied, the integrated circuit 1 can be dismantled and reassembled again without damaging the substrate 3 or its conductors 2. The resin can be removed chemically and the adhesive 7 also. It should not be forgotten that the adhesive 7 is applied outside the studs 4 and therefore also outside the conductors 2.
Le procédé de connexion selon l'invention est aussi utilisable si le composant semiconducteur 1 comporte un boîtier 20. The connection method according to the invention can also be used if the semiconductor component 1 comprises a housing 20.
Les figures 2a, 2b, 2c illustrent divers exemples de composants semiconducteurs en boîtier 20 connectés par le procédé selon l'invention sur un substrat 3 équipé de conducteurs 2. Le boîtier 20 utilisé est de préférence du type à pattes 21 ou contacts rentrants sous le boîtier pour mieux supporter la pression appliquée par l'élément de pressage 5. FIGS. 2a, 2b, 2c illustrate various examples of semiconductor components in a housing 20 connected by the method according to the invention on a substrate 3 equipped with conductors 2. The housing 20 used is preferably of the type with lugs 21 or re-entrant contacts under the housing to better withstand the pressure applied by the pressing element 5.
On pourrait toutefois imaginer que les pattes 21 ne soient pas rentrantes mais s'étendent au-delà du boîtier 20, si l'ensemble pattes/boîtier est suffisamment rigide et supporte la pression. One could however imagine that the legs 21 are not reentrant but extend beyond the housing 20, if the legs / housing assembly is sufficiently rigid and withstands the pressure.
Sur la figure 2a, un conducteur 22, par exemple de type Zebra, contribue à réaliser le contact électrique entre les pattes 21 du boîtier 20 et les conducteurs 2 du substrat 3. Il est inséré entre les pattes 21 et les conducteurs 2 du substrat 3. Les pattes 21 sont rabattues contre le boîtier 20. Un conducteur 22 de type Zebra comporte sur un support 30 en forme de boudin en mousse isolante, une succession de conducteurs 31 isolés électriquement les uns des autres qui ceinturent partiellement le support 30. In FIG. 2a, a conductor 22, for example of the Zebra type, contributes to making the electrical contact between the lugs 21 of the housing 20 and the conductors 2 of the substrate 3. It is inserted between the lugs 21 and the conductors 2 of the substrate 3 The legs 21 are folded back against the housing 20. A conductor 22 of the Zebra type comprises, on a support 30 in the form of a strand of insulating foam, a succession of conductors 31 electrically insulated from each other which partially surround the support 30.
Un tel conducteur est représenté sur la figure 3.Such a conductor is shown in FIG. 3.
Au lieu d'utiliser un conducteur 22 de type Zebra entre les pattes 21 du boîtier 20 et les conducteurs 2 du substrat 3, il est possible de réaliser un contact direct entre les pattes 25 du boîtier 20 et les conducteurs 2 du substrat 3 et d'insérer un élément compressible 26 par exemple en caoutchouc entre les pattes 25 et le boîtier 20. Instead of using a conductor 22 of the Zebra type between the lugs 21 of the housing 20 and the conductors 2 of the substrate 3, it is possible to make direct contact between the lugs 25 of the housing 20 and the conductors 2 of the substrate 3 and d insert a compressible element 26, for example of rubber, between the tabs 25 and the housing 20.
Dans cette variante, représentée à la figure 2b, les pattes 25 du boîtier sont rabattues sous le boîtier 20 et délimitent un espace dans lequel est placé l'élément compressible 26. In this variant, shown in FIG. 2b, the tabs 25 of the housing are folded under the housing 20 and delimit a space in which the compressible element 26 is placed.
II est préférable également dans ces deux variantes d'appliquer de la résine de protection sur les conducteurs 2 du substrat 3 avant d'apposer le composant semiconducteur encapsulé, cette résine étant chassée hors des zones de contact lors de la mise en pression du boîtier 20. It is also preferable in these two variants to apply protective resin to the conductors 2 of the substrate 3 before affixing the encapsulated semiconductor component, this resin being driven out of the contact zones when the housing 20 is pressurized .
La mise en place du composant semiconducteur peut être réalisée comme il a été décrit aux figures 1. The installation of the semiconductor component can be carried out as described in FIGS. 1.
Un autre avantage apporté par ce procédé par rapport à l'art antérieur est que la connexion se fait à température ambiante sans chauffage ni du composant semiconducteur ni du substrat. C'est très appréciable dans le cas d'un substrat fragile en verre par exemple une dalle de panneau de visualisation. Les procédés de connexion par soudage ou collage utilisent la chaleur, au moins 1800 C, et les substrats de verre risquent de se fragiliser par l'apport de tensions internes pouvant créer des fissures au cours de la vie du produit. Another advantage provided by this method compared to the prior art is that the connection is made at room temperature without heating either the semiconductor component or the substrate. This is very appreciable in the case of a fragile glass substrate, for example a display panel slab. The welding or bonding connection methods use heat, at least 1800 C, and the glass substrates may become brittle by the contribution of internal tensions which can create cracks during the life of the product.
Un élément de pressage approprié peut être employé de manière à améliorer la dissipation thermique du composant semiconducteur. A suitable pressing member can be used to improve the heat dissipation of the semiconductor component.
La figure 4 illustre cette configuration. L'élément de pressage 40 comporte une partie 41 assurant un contact thermique surfacique de préférence aussi grand que possible avec le composant semiconducteur 20. Figure 4 illustrates this configuration. The pressing element 40 has a part 41 ensuring a surface thermal contact preferably as large as possible with the semiconductor component 20.
Cette partie 41 peut éventuellement, pour encore une plus grande dissipation thermique, être solidaire d'un ou plusieurs éléments 42 de type radiateur. Ces éléments 42 sont représentés sous forme d'ailettes transversales par rapport à la partie 41 assurant le contact thermique surfacique. This part 41 may possibly, for even greater heat dissipation, be integral with one or more elements 42 of the radiator type. These elements 42 are shown in the form of transverse fins relative to the part 41 ensuring surface thermal contact.
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