FR2781309A1 - Procede d'assemblage d'un microcircuit sur un support plastique - Google Patents

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Abstract

Le procédé d'assemblage d'un microcircuit (8) sur un support plastique (5), comprend des étapes :- de création de bossage conducteur (7) sur le support plastique (5) par estampage à chaud d'une feuille de métal (3) sur le support plastique en mettant à profit le fluage de la matière plastique constituant le support pour matérialiser au moins un bossage,- et de fixation du microcircuit (8) retourné sur ce bossage (7).

Description

"Procédé d'assemblage d'un microcircuit sur un support plastique"
L'invention concerne un procédé d'assemblage d'un microcircuit sur un
support plastique métallisé.
Le procédé objet de la présente invention est du domaine des procédés de préparation de supports de composants électroniques. Il concerne plus particulièrement la création des bossages métallisés qui sont utilisés sur les
supports plastiques des microcircuits pour assurer les interconnexions de ceux-
ci. Plusieurs technologies d'assemblage de microcircuits sont connues, et parmi celles-ci, la technologie qui consiste à monter un microcircuit retourné sur son support plastique émerge aujourd'hui. Par retournement du microcircuit, on veut dire que celui-ci est monté dans une cavité ménagée dans l'épaisseur de la carte de façon que la face dite "active" o émergent toutes ses zones de connexion, soit située en regard du fond de la cavité. De cette façon, le montage du microcircuit aboutit à réaliser quasi simultanément sa fixation mécanique et
son raccordement électrique. Ce procédé est aussi connu sous le nom de "flip-
chip". Une des particularités de cette technologie est qu'il peut être souhaitable
de réaliser des surépaisseurs sur les plages des microcircuits.
De façon connue, ces surépaisseurs permettant l'interconnexion entre un microcircuit et son support sont réalisées selon différentes méthodes qui
nécessitent toujours l'apport de matériaux supplémentaires sur le microcircuit.
On peut citer le procédé galvanique, le procédé par sérigraphie de polymère
conducteur, ou la formation d'une boule d'or par procédé thermo-sonique.
L'assemblage du microcircuit sur son support plastique est réalisé en retournant ledit circuit et en réalisant l'interconnexion électrique et le maintien mécanique par des procédés utilisant notamment: la réticulation de surépaisseurs en polymères, la refusion, la thermo-compression de surépaisseurs (en particulier
dans le cas de boules en or).
Toutes ces techniques requièrent des équipements coûteux. L'utilisation de colles anisotropes (on rappelle qu'une colle anisotrope est une colle électriquement conductrice suivant une direction o elle se trouve en faible épaisseur et en revanche qu'elle est électriquement isolante dans les autres directions) ne permet pas toujours dans l'état actuel de la technique de supprimer ce besoin de création de surépaisseurs pour l'assemblage du microcircuit sur son support. Ces techniques peuvent comporter par ailleurs une ou plusieurs étapes successives, ce qui augmente la durée du procédé, et
accroît grandement les risques de détérioration du microcircuit.
La présente invention entend donc remédier à ces inconvénients en proposant un nouveau procédé d'assemblage de microcircuit sur support
plastique à l'aide de bossages.
Selon un second objectif de l'invention, le procédé est nettement plus
rapide que les procédés connus.
Par ailleurs, le procédé réduit sensiblement les risques de détérioration
du microcircuit lors de la mise en oeuvre du procédé d'assemblage.
Le procédé selon l'invention est donc un procédé d'assemblage d'un microcircuit sur un support plastique, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes: - de création de bossage conducteur sur le support plastique par estampage à chaud d'une feuille de métal sur le support plastique en mettant à profit le fluage de la matière plastique constituant le support pour matérialiser au moins un tel bossage,
- et de fixation du microcircuit retourné sur ledit bossage.
On comprend clairement que, en reportant la création de surépaisseurs sur le support plastique, au lieu de les réaliser sur la surface du microcircuit, on réduit nettement les manipulations effectuées sur le microcircuit, et donc les
risques de détériorer celui-ci.
Selon une mise en oeuvre particulière, la création de bossages métallisés sur le support plastique comprend des étapes: - de réalisation d'un outil présentant des petites creusures représentatives de bossages à réaliser sur le support plastique, - de placement d'une feuille de métal sur le support plastique, - d'estampage à chaud de la feuille de métal sur le support plastique par l'outil sous des conditions de pression et de température telles que le plastique du support se déforme localement au niveau de chaque petite creusure de l'outil, en entraînant la feuille métallique, et vient occuper chaque petite creusure
de l'outil, formant ainsi le bossage correspondant souhaité.
On comprend que ce procédé permet d'obtenir simultanément la métallisation du support plastique et la création de sculptures en saillies dans le support. On a donc un gain de temps significatif. Cette mise en oeuvre garantit
par ailleurs que les bossages sont de géométrie et de position bien maîtrisés.
Elle offre par ailleurs un avantage de simplicité de réalisation, et donc de coût
global sensiblement réduit par rapport aux techniques de l'art antérieur.
Selon différentes dispositions éventuellement utilisées en conjonction la feuille de métal est en cuivre, - elle est prédécoupée selon les connexions à réaliser, - les bossages présentent une face supérieure sensiblement plane, - la fixation du microcircuit sur le support plastique est réalisé par utilisation d'une colle anisotrope. Dans ce cas, les dimensions des faces d'extrémité des bossages sont préférentiellement inférieures aux dimensions
des plages de connexion du microcircuit.
- alternativement, la fixation est réalisée par compression du microcircuit
retourné sur les bossages et utilisation d'un colle isolante.
Ces dispositions sont favorables à une mise en oeuvre économique et
simple du procédé.
La description et les dessins qui suivent permettront de mieux
comprendre les buts et avantages de l'invention. Il est clair que cette description
est donnée à titre d'exemple, et n'a pas de caractère limitatif. Dans les dessins: - la figure 1 représente un outil d'estampage en perspective; les figures 2a à 2f montrent, en vue en coupe, les différentes étapes de l'estampage; - la figure 3 montre en vue en coupe l'assemblage d'un microcircuit sur support plastique par colle isolante; - la figure 4 montre de la même manière l'assemblage d'un microcircuit
par colle anisotrope.
Dans le cadre de la description donnée ici à titre non limitatif,
l'assemblage décrit est celui d'un circuit sur une carte plastique de type "carte à
puce ".
Tel que représenté sur la figure 1, un outil d'estampage 1 pour la mise en oeuvre du procédé de création de bossages conducteurs est réalisé et muni, sur sa surface 2, sensiblement plane, destinée à entrer en contact avec le fond d'une cavité prédéfinie dans la carte par l'intermédiaire d'une feuille métallique 3 (non représentée ici), de petites creusures 4 (ici au nombre de cinq), correspondant aux bossages que l'on souhaite créer au regard du microcircuit 8
à assembler sur le support 5 (également non représentés ici).
Les petites creusures 4 ont des formes et des positions correspondant aux connexions caractéristiques du microcircuit 8 considéré. Leur forme est généralement en tronc de pyramide et comporte de ce fait une face d'extrémité 6 sensiblement plane, destinée à conformer des bossages 7 à extrémité plane sur la carte (voir figure 4). Les faces d'extrémité 11 de tels bossages sont en
général sensiblement égale en forme et dimensions à celles du microcircuit.
Elles peuvent être de dimensions inférieures à celles des plages de connexion du microcircuit 8, dans le cas de montage du microcircuit 8 par colle anisotrope
10.
Cet outil d'estampage 1 est réalisé de manière connue de l'homme de
l'art, et est de matériau également classique.
Une feuille métallique en cuivre 3, de type et épaisseur connus en soi, prédécoupée selon les connexions à réaliser, de façon connue de l'homme de I'art, est alors disposée sur la zone du support plastique 5 à estamper (figure 2a). De façon classique, cette feuille se présente sous forme de bande de cuivre
dans laquelle les découpes correspondant aux connexions sont déjà réalisées.
Lors de l'estampage, la partie de la feuille de cuivre emportée par l'outil d'estampage se détache de la bande, créant ainsi des zones conductrices non
reliées entre elles.
Comme on le voit alors sur les figures 2b à 2f, lors de l'estampage à chaud de la feuille de cuivre 3 sur le support plastique 5 par l'outil d'estampage 1, il apparaît un fluage de la matière plastique du support 5. Le matériau plastique constituant ce support se comprime sous l'effet de la pression exercée par l'outil d'estampage 1 et, du fait des conditions locales de pression et de température, I'excès de matière déforme localement la feuille de cuivre 3 dans les petites creusures 4 (figure 2d et 2e). Dans un mode de réalisation, donné ici à titre d'exemple de réalisation non limitatif, o la matière plastique constituant le support plastique 5 est du PVC, une température de 120 C et une pression de
N seront nécessaires dans le cas d'une feuille de cuivre 3 prédécoupée.
Etant donné que ce matériau est hors de son domaine élastique, les bossages 7 créés par l'excès de matière restent présent après relâchement de
la pression exercée par l'outil d'estampage 1.
Le microcircuit 8 est ensuite assemblé sur le support plastique 5 (voir figure 3). Le microcircuit 8 est monté retourné et assemblé par compression sur les bossages 7. Il est maintenu en place par collage par un matériau 9 de type colle isolante classique dans le domaine. Dans cet exemple, il est à noter que les faces d'extrémités 11 (sommets sur la figure) des bossages 7 ont des dimensions sensiblement identiques à celles des plages de connexion du
microcircuit 8.
Dans une variante d'assemblage représentée figure 4, le microcircuit 8 est assemblé par utilisation d'une colle anisotrope 10 sur les bossages 7. Dans ce cas, les faces d'extrémité 11 des bossages 7 peuvent avantageusement être de dimensions inférieures à celles des plages de connexions du microcircuit, pour éviter que la colle anisotrope 10 ne provoque l'apparition de zones
conductrices entre plusieurs plages de connexion dudit microcircuit 8.
Dans une autre variante de réalisation non représentée, la feuille de cuivre 3 n'est pas prédécoupée, et l'outil d'estampage 1 présente sur sa surface 2 des nervures destinées à découper la feuille de cuivre pendant l'estampage, selon la géométrie des pistes conductrices à réaliser. Dans le cas de feuille de cuivre 3 non prédécoupée, une pression nettement plus importante d'estampage est nécessaire pour pousser le cuivre dans le logement du support plastique 5 et
le découper simultanément.
Le champ d'application de ce procédé recouvre aussi bien la technologie d'assemblage de cartes à puce à contacts, sans contacts ou en interface duale que les technologies d'assemblage utilisant un support plastique muni d'une métallisation estampée à chaud. La même idée peut être appliquée à toute structure plastique moulée ou laminée. Les bossages réalisés selon les techniques décrites dans les paragraphes précédents serviront à l'interconnexion d'antennes avec le microcircuit dans le cadre d'applications de
cartes sans contacts et en interface duale.
Il est évident que par le procédé décrit, il n'y a aucune dérive possible de la position des bossages entre eux, au contraire de méthodes traditionnelles de
réalisations de surépaisseurs sur le microcircuit lui-même.
La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails des formes de réalisation ci-dessus considérés à titre d'exemple, mais s'étend au contraire
aux modifications à la portée de l'homme de l'art.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1. Procédé d'assemblage d'un microcircuit (8) sur un support plastique (5), caractérisé en ce qu'il comprend des étapes: - de création de bossage conducteur (7) sur le support plastique (5) par estampage à chaud d'une feuille de métal (3) sur le support plastique en mettant à profit le fluage de la matière plastique constituant le support pour matérialiser au moins un tel bossage,
- et de fixation du microcircuit (8) retourné sur ledit bossage (7).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la création de bossages (7) métallisés sur le support plastique (5) comprend des étapes: - de réalisation d'un outil (1) présentant des petites creusures (4) représentatives de bossages (7) à réaliser sur le support plastique (5), de placement d'une feuille de métal (3) sur le support plastique (5), d'estampage à chaud de la feuille de métal (3) sur le support plastique (5) par l'outil (1) sous des conditions de pression et de température telles que le plastique du support (5) se déforme localement au niveau de chaque petite creusure (4) de l'outil d'estampage (1), en entraînant la feuille métallique (3), et vient occuper chaque petite creusure (4) de l'outil (1), formant ainsi le bossage
(7) correspondant souhaité.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la feuille de
métal (3) est en cuivre.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la feuille de
métal (3) est prédécoupée selon les connexions à réaliser.
5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bossages
(7) présentent une face d'extrémité (11) sensiblement plane.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé
en ce que la fixation du microcircuit (8) sur le support plastique (5) est réalisé par
utilisation d'une colle anisotrope (10).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé
en ce que la fixation du microcircuit (8) sur le support plastique (5) est réalisée par compression du microcircuit (8) retourné sur les bossages (7) et utilisation
d'une colle isolante (9).
8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les dimensions des faces d'extrémité (11) des bossages (7) sont inférieures aux dimensions des plages de connexion du microcircuit (8).
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