FR2795907A1 - Procede pour la fabrication et le test de micromodules electroniques, notamment pour cartes a puce - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé pour la séparation électrique des contacts métalliques (3) des films support (1) de module pour cartes à puce, selon lequel on effectue la séparation électrique desdits contacts métalliques par découpe du métal sans perforation du diélectrique qui le supporte.On réalise ladite découpe par exemple par sciage en continu ou alternatif, ou par une technique choisie parmi les techniques de découpe au laser, d'électroérosion, de cisaillage, de striction mécanique ou de claquage électrique, ou par une combinaison quelconque de ces techniques.Application au test des assemblages pour cartes à puce.
Description
<B>PROCÉDÉ POUR</B> LA FABRICATION <B>ET</B> LE <B>TEST DE</B> MICROMODULES <B>ÉLECTRONIQUES,</B> NOTAMMENT <B>POUR CARTES À PUCE</B>
La présente invention concerne les modules électroniques destinés à être encartés dans un support de mémorisation couramment dénommé carte à puce. Elle concerne en particulier la fabrication et 1e test électrique de tels modules électroniques, notamment pour la réalisation de dispositifs de mémorisation de type carte à puce à contacts affleurants ou de type carte à puce hybride, ou analogues. Plus particulièrement, l'invention concerne le décourt-circuitage ou mise hors court-circuit, ci-après dénommée "séparation électrique", des plages de contact de tels micromodules électroniques.
Un module de carte à puce à contacts affleurants est constitué d'un support diélectrique, qui est métallisé sur une face de manière à présenter des plages de contact, et d'une puce qui est collée soit sur l'autre face du support, soit sur la même face du dit support, et dont les plots de sortie sont connectés aux dites plages de contact au moyen de fils de connexion et/ou par l'intermédiaire de pistes conductrices. Ainsi, chaque plage de contact est destinée à être reliée électriquement à un plot de sortie du microcircuit ou circuit intégré, encore dénommé puce.
Un module de carte à puce dite hybride comprend un support diélectrique sur lequel sont fixées une antenne avec plots de contact et une puce comportant des plots de sortie, les plots de sortie de la puce étant reliés, par l'intermédiaire de moyens de connexion appropriés, respectivement soit aux plots de contact de l'antenne, soit à des plages de contact formant bornier, préalablement formées sur ledit support diélectrique. Le bornier et/ou l'antenne sont des éléments d'interface, qui doivent être connectés avec des plots appropriés du microcircuit.
Pour simplifier, il est fait référence aux cartes à puce avec contact dans la suite de la description.
Pour sa fabrication, le matériau diélectrique comportant les plages métalliques de contact prend le plus souvent la forme d'une bande de matériau isolant recevant des plages métallisées réalisées selon un motif répétitif, ladite bande étant destinée à permettre la réalisation de micromodules en continu. Cette bande peut comporter des perforations régulières, réparties sur l'un ou l'autre ou les deux de ses bords longitudinaux. Ces perforations, couramment dénommées trous d'index, servent à l'entraînement de la bande par un système de transport automatique de bandes (TAB), permettant de dimensionner le support du micromodule avec beaucoup de précision et de travailler avec un pas faible.
Les motifs répétitifs destinés à former les plages de contact peuvent également être imprimés sur une feuille ou sur une bande discontinue du matériau diélectrique.
Le bon fonctionnement d'un tel dispositif est conditionné par celui de chacun de ses éléments constitutifs, en particulier par la bonne métallisation de chacune des dites plages de contact et l'isolement électrique de chacune de celles-ci vis-à-vis des plages de contact voisines, ainsi que par la qualité des connexions.
Les plages métalliques des films support pour module de cartes à puce sont formées par métallisation d'un support diélectrique par une technique de dépôt appropriée. Pour leur réalisation, classiquement par une technique de dépôt électrolytique, elles sont raccordées entre elles. La séparation électrique des plages de contact est nécessaire pour que l'on puisse isoler les plages de contact les unes des autres, éventuellement les tester, et tester l'assemblage du micromodule.
De nos jours, la séparation électrique des plages de contact des films support de module pour cartes à puce est obtenue par poinçonnage. Ce procédé présente toutefois des limites, qui ont pour origine une ou plusieurs des contraintes suivantes:
lors de l'application de l'adhésif fondu à chaud destiné à l'encartage, selon la technique dite "hot melt", il existe des risques de fluage de l'adhésif fondu au travers des perforations résultant de l'action du poinçon,
lors de la découpe du module, celui-ci peut subir des déformations, résultant d'ouvertures de séparation électrique trop proches de 1a ligne de découpe,
les poinçons de petites dimensions et/ou de formes complexes sont fragiles et sensibles à l'usure,
les manipulations de la grille de plages de contact sont rendues délicates par la complexité accrue donnée au dessin de cette grille pour permettre la séparation électrique par poinçonnage.
En d'autres termes, ce procédé traditionnel par poinçonnage génère des ouvertures traversantes à proximité de la ligne de découpe destinée à la fabrication d'un module, ce qui entraîne des risques sérieux de bavure et/ou de déformation lors de la découpe dudit module.
Actuellement on réalise les modules électroniques susdits et les tests électriques des plages de contact par échantillonnage, selon un procédé comportant les étapes de:
- estampage de la grille de plages de contact, - métallisation de ladite grille,
- formation d'un stratifié ou "complexe" entre ladite grille et un diélectrique préalablement perforé pour former des puits pour passage de fils de connexion ou d'un matériau conducteur,
- assemblage du module, par collage de la puce, avec utilisation d'un matériau conducteur ou soudure de fils de connexion, et enrobage de l'ensemble,
- séparation électrique par poinçonnage, et - test du module.
Or on développe de plus en plus de cartes à puce comportant des microprocesseurs, qui entraînent une taille de puce et une taille de module plus importantes. Ces cartes à puce à microprocesseurs doivent en outre subir un test du module à 100%, c'est-à-dire pour chaque unité fabriquée.
Le problème à la base de l'invention était de procurer un procédé permettant de s'affranchir des contraintes rappelées ci-dessus et en même temps de faciliter la réalisation des tests électriques susdits, tout en préservant la qualité des assemblages à tester.
L'invention a pour premier objet un procédé pour la séparation électrique des plages de contact métalliques portées par le film support diélectrique d'un module électronique, notamment pour carte à puce à contacts affleurants ou pour carte à puce hybride, caractérisé en ce qu'on effectue la séparation électrique des dites plages de contact métalliques par découpe du métal, sans perforation du matériau support diélectrique qui supporte lesdites plages de contact.
Ladite découpe peut être réalisée par exemple selon des lignes sensiblement perpendiculaires au plan du film support ou selon toute autre orientation appropriée.
Ce procédé peut être qualifié de procédé de découpe non traversante, la découpe effectuée selon l'invention n'affectant pas ou pratiquement pas l'épaisseur du matériau diélectrique et ne traversant pas celui-ci.
L'invention a également pour objet un film support pour module de cartes à puce, dont les contacts présentent une séparation électrique entre eux, alors que le support diélectrique en regard de la séparation est exempt de perforation. Elle a encore pour objet une carte à puce comportant un module électronique comprenant un film support tel que défini ci-dessus.
L'invention a en outre pour objet une méthode pour le test électrique des assemblages pour modules de cartes à puce, dans laquelle on effectue le test électrique des assemblages sur un support tel que défini plus haut, préalablement courbé dans au moins une direction par rapport à son plan moyen, et/ou avec mise en oeuvre de moyens d'aspiration ou de tout autre moyen de plaquage permettant de tenir distantes l'une de l'autre des plages de contact métalliques séparées électriquement par le procédé selon l'invention.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et pour la compréhension de laquelle il convient de se référer aux dessins annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une vue de dessus d'une bande de support composite et métallisée selon une grille, destinée à permettre l'obtention d'un support de microcircuits électroniques et de plages de contact pour ceux-ci, et comportant des perforations préalables au poinçonnage selon la technique antérieure,
Fig. 2 est une vue de dessus de la même bande de support que dans la figure 1, mais comportant des lignes de découpe non traversantes selon l'invention,
Fig. 3 représente une vue en coupe transversale partielle schématique, aux stades successifs respectifs a à d, d'un ensemble de couche métallique 10 + adhésif 11 + support diélectrique 12 pour 1a réalisation de plages de contact pour modules électroniques isolées par le procédé de séparation électrique selon l'invention, ainsi que pour la préparation des tests d'assemblages,
Fig. 4 représente une vue en coupe transversale partielle schématique, aux stades successifs respectifs a à d, d'une variante de réalisation du procédé selon l'invention, dans laquelle un formage a été réalisé à l'endroit prévu pour la découpe non traversante.
Si l'on se réfère à la figure 1, on voit que selon la technique antérieure une bande support diélectrique 1 portant une métallisation sur des plages 3 séparées par des lignes de contour 2 comporte des perforations traversantes 4, qui laissent entre elles et les lignes de contour 2 des plages de contact des zones à poinçonner.
La bande support diélectrique 1, avantageusement en matière plastique, est fixée ou complexée au moyen d'un adhésif avec les grilles de contacts délimitées par les lignes 2 et comportant les plages métalliques 3.
La bande comporte en outre avantageusement, sur l'un au moins de ses bords latéraux, des trous d'index 5.
Le déplacement de la bande peut également être asservi à un système de convoyage à galet, les perforations formant trous d'index 5 étant alors remplacées par des mires, imprimées en même temps que le motif, et dont le rôle est de permettre l'indexation de l'avancement de la bande par un dispositif optique.
Une fois que la grille de plages métalliques 3 a été mise sous forme de complexe avec le diélectrique de la bande 1, le procédé de découpe selon l'invention permet d'opérer les séparations électriques selon des lignes 6 appropriées dans la grille métallique.
En pratique, la grille de plages de contact 3 peut consister en une grille complexée, c'est-à-dire formée par réalisation d'un complexe entre un matériau diélectrique et un film préalablement estampé et métallisé selon le dessin d'une telle grille, ou encore en une gravure chimique selon une telle grille sur un matériau approprié préalablement métallisé en surface.
La découpe selon l'invention peut avoir une géométrie quelconque. Un des avantages de la présente invention est que cette découpe peut consister en des lignes de découpe 6 toutes ou pratiquement toutes linéaires et parallèles à l'axe longitudinal du support diélectrique portant les plages de contact et/ou à l'axe de symétrie des motifs répétitifs de plages de contact, comme représenté sur la figure 2.
Pour réaliser cette découpe 6, on préfère utiliser une technique de sciage en continu ou de sciage alternatif, avantageusement au moyen d'une scie circulaire agencée pour procurer une découpe ayant des dimensions L (largeur minimale du trait de découpe) d'environ 100 pm et P (profondeur de la découpe) = épaisseur du métal + environ 10-20 #im et de préférence environ 15 gm, ou en variante une technique choisie parmi les techniques de découpe au laser, d'électro- érosion, de cisaillage, de striction mécanique ou de claquage électrique, ou d'une combinaison quelconque de ces techniques, ainsi que des techniques analogues.
Dans le cas, tel que représenté sur la figure 3, où la grille de plages de contact à traiter est une grille complexée, formée d'une couche de métal 10 combinée au moyen d'un adhésif 11 avec le matériau diélectrique 12, les zones de la grille métallique destinées à être traversées par les lignes de découpe peuvent avoir été conçues pour être anti-adhérentes ou être rendues anti- adhérentes par un traitement approprié, avant leur mise sous forme de complexe. On a en effet constaté que cela permettait de faciliter l'incision selon les lignes de découpe 6 et de procurer des bords de découpe 14 plus aisément séparables du support diélectrique, rendant ainsi plus aisé le test électrique subséquent.
Des traitements anti-adhérents connus peuvent être employés à cette fin, comme par exemple un traitement au PTFE, par exemple au Téflon, ou au silicone. Un tel effet anti-adhérent présentant une adhérence réduite avec l'adhésif de complexage peut aussi être obtenu avec des métallisations par exemple dorées ou argentées.
Selon la variante représentée sur la figure 4, on a procédé à un formage 13 de la couche formant grille métallique 10, fixée au moyen d'un adhésif 11 sur le support diélectrique 12. Là encore, les bords de découpe 14 peuvent être aisément séparés l'un de l'autre lors de la réalisation du test électrique susmentionné.
Selon une forme de mise en oeuvre préférée du procédé selon l'invention, celui-ci comporte la mise en oeuvre de lignes de découpe 6 sensiblement droites et parallèles à l'axe longitudinal de la bande de matériau diélectrique mis sous forme de complexe ou métallisé et gravé.
Une forme de réalisation tout particulièrement préférée du procédé selon l'invention comporte au moins une et de préférence deux lignes de découpe latérales et au moins une ligne de découpe médiane, avantageusement sous la forme d'une ligne de découpe centrale, dans le sens du défilement de la bande de matériau traitée, permettant ainsi d'isoler à moindre coût les plages de contact des motifs répétitifs pour micromodules portés par la bande de support diélectrique (voir figure 2).
Le test électrique des assemblages est effectué par des moyens appropriés, connus de l'homme du métier.
Selon une forme de réalisation, ce test électrique porte sur les éléments d'interface constitués par les plages de contact susdites, avant la fixation du microcircuit électronique sur le module. Selon une autre forme de réalisation de cette méthode de test, le test électrique porte sur les éléments d'interface constitués par les plages de contact auxquelles ont été préalablement raccordés électriquement les plots de sortie d'au moins un microcircuit électronique ou puce. Dans ce dernier cas, le test électrique peut être mis en oeuvre soit avant, soit après le découpage selon les lignes 7 des modules individuels à partir de la bande ayant servi à leur production.
Le procédé selon l'invention permet d'effectuer la séparation électrique et l'encartage, par exemple par une technique dite "hot melt", d'une grille composite pour grandes puces, telles que celles ayant une surface d'au moins 5 mm2.
Selon une forme préférée de mise en oeuvre du procédé de séparation électrique selon l'invention, la séparation électrique proprement dite est mise en oeuvre après
- l'estampage d'une grille de plages de contact, avantageusement en alliage de cuivre, et
- le complexage de la grille métallisée avec un diélectrique rendu préalablement adhésif,
et avant l'assemblage du module de façon classique (avec collage de la puce, soudure des fils ou collage avec un matériau conducteur, et enrobage selon des techniques standard), et le test électrique du module selon des procédés classiques.
Grâce au procédé selon l'invention, l'estampage de la grille est avantageusement simplifié, puisque la découpe susdite ne doit concerner que les trous d'index et le dessin intérieur de ladite grille.
Dans la variante de mise en oeuvre du procédé de séparation électrique selon l'invention dans laquelle on accompagne l'étape d'estampage de la grille d'un formage au niveau des zones à séparer électriquement (ou décourt-circuiter), on procède en pratique par une technique connue de formage de grille avant complexage de celle-ci avec un adhésif. On entend ici par "formage" une déformation ou une mise en forme qui confère à la grille une surface courbe quelconque.
Un tel formage peut être mis en oeuvre, par exemple:
- au moyen d'un pressage de la grille entre les mords structurés d'une presse, et/ou
- par application d'une pression continue selon une orientation appropriée, avec un outil en forme de roue ou de pointe dont l'embout est arrondi pour permettre son glissement lors du défilement de la grille avec sa bande support, et/ou
- par pressage avec un outil percutant pour appliquer une pression alternative, et/ou un outil glissant pour appliquer une pression continue, ledit outil étant animé d'un mouvement décrivant le dessin du formage à réaliser.
En variante, ledit formage peut être effectué avant la métallisation et il concerne alors uniquement le matériau diélectrique support.
Selon une autre variante, le formage peut être réalisé sur la grille estampée, métallisée et complexée avec le film diélectrique, au niveau des zones préalablement ménagées par traitement anti-adhérent sur celui-ci.
Dans la pratique, il est recommandé de faire porter sur le matériau diélectrique l'effort destiné au formage ou mise en forme susdit. I1 est alors avantageux d'employer un matériau diélectrique à haute limite élastique, afin d'éviter qu'il soit endommagé lors de l'application de l'effort destiné au dit formage.
Dans la pratique, pour la mise en oeuvre du procédé de séparation électrique selon l'invention, on peut donc mettre en oeuvre les étapes opératoires suivantes: - estampage de la grille,
- métallisation de la grille avec une métallisation anti-adhérente et/ou après un traitement anti- adhérent du matériau diélectrique au niveau des zones à séparer électriquement,
- complexage avec le diélectrique rendu adhésif, - et/ou, en option, formage tel que susdit,
tandis que les zones rendues anti-adhérentes et/ou soumises à un formage selon les étapes précédentes n'adhèrent pas ou seulement très faiblement au diélectrique rendu adhésif, permettant ainsi que les plages cisaillées soient maintenues à distance l'une de l'autre lors de l'étape de test électrique effectuée par exemple par plaquage sur un support arrondi ou par tout autre moyen conférant une courbure au produit à tester.
Selon une forme de mise en oeuvre avantageuse du procédé de séparation électrique selon l'invention, on met en oeuvre les étapes opératoires suivantes:
- estampage de la grille,
- métallisation de la grille,
- complexage avec le diélectrique rendu adhésif,
- séparation électrique par claquage électrique ou striction mécanique des zones de petites dimensions à séparer électriquement, et
- assemblage du module,
suivies d'un test électrique après courbure du produit comme décrit plus haut.
Quant à l'opération de test électrique, elle est réalisée par des moyens connus de l'homme du métier et elle peut être mise en oeuvre après découpe du module, indépendamment de la variante retenue pour le procédé de séparation électrique.
Un tel test électrique est avantageusement effectué sur un support en forme de tonneau ou arrondi selon un certain angle de courbure au moyen d'une aspiration convenablement orientée ou par tout autre moyen de plaquage permettant de tenir distantes les plages avec découpe, telles que par exemple des plages cisaillées.
Les microcircuits sont assemblés sur la grille de contacts séparés électriquement par des moyens connus de l'homme du métier et le test électrique des assemblages est effectué par des moyens classiques, avant ou après la séparation des modules individuels de la bande sur laquelle ils ont été produits. Cette séparation des modules individuels s'effectue de préférence par découpage traversant selon des lignes 7, avec des moyens traditionnels.
L'invention permet une gestion améliorée des rebuts de fabrication et elle permet de fabriquer et de tester électriquement, de manière simple et peu coûteuse, des cartes à puce et autres dispositifs électroniques apparentés, y compris des cartes à puce et dispositifs analogues complexes et de grandes dimensions.
Claims (10)
1. Procédé pour la séparation électrique des plages de contact métalliques (3) portées par le film support diélectrique (1) d'un module électronique, notamment pour carte à puce à contacts affleurants ou pour carte à puce hybride, caractérisé en ce qu'on effectue la séparation électrique desdites plages de contact métalliques (3) par découpe du métal, sans perforation du matériau support diélectrique qui supporte lesdites plages de contact.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la découpe est non traversante vis-à-vis du support diélectrique et parallèle à l'axe longitudi nal du support diélectrique portant les plages de contact et/ou à l'axe de symétrie des motifs répétitifs de plages de contact.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la grille comportant les plages de contact est une grille complexée ou stratifiée ou un film obtenu par gravure chimique.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on réalise ladite découpe par sciage en continu ou alternatif, ou par une technique choisie parmi les techniques de découpe au laser, d'électro-érosion, de cisaillage, de striction mécanique ou de claquage électrique, ou par une combinaison quelconque de ces techniques.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un sciage au moyen d'une scie circulaire agencée pour procurer une découpe ayant des dimensions L d'environ 100 #im et P = épaisseur du métal + environ 10-20 #im et de préférence environ 15 gym.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les zones de séparation électrique de la grille sont formées de façon à être anti-adhérentes ou être rendues anti-adhérentes avant leur mise sous forme complexée.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la séparation électrique proprement dite est mise en #uvre après -l'estampage d'une grille de plages de contact, avantageusement en alliage de cuivre, et -le complexage de la grille métallisée avec un diélectrique rendu préalablement adhésif, et avant l'assemblage du module.
8. Film support pour module de cartes à puce comportant des contacts, dans lequel lesdits contacts présentent une séparation électrique entre eux, alors que le support diélectrique en regard de cette séparation électrique est exempt de perforation.
9. Carte à puce comportant un module électronique comprenant un film support selon la revendication 8.
10. Méthode de test électrique de microcircuits sur support, notamment pour le test des assemblages sur un film support des modules de carte à puce, caractérisée en ce qu'elle comprend un test électrique sur un support préalablement légèrement courbé dans au moins une direction par rapport à son plan moyen, et/ou avec mise en #uvre de moyens d'aspiration ou tout autre moyen de plaquage, de manière à maintenir distantes l'une de l'autre des plages de contact métalliques séparées par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
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