FR2867013A1 - Electronic module, e.g. electronic radiocommunication module, fabricating method e.g. for mobile telephone, involves forming fusible pads by placing set of solder balls on side of medium, where pads permit to flatten module on motherboard - Google Patents

Electronic module, e.g. electronic radiocommunication module, fabricating method e.g. for mobile telephone, involves forming fusible pads by placing set of solder balls on side of medium, where pads permit to flatten module on motherboard Download PDF

Info

Publication number
FR2867013A1
FR2867013A1 FR0402078A FR0402078A FR2867013A1 FR 2867013 A1 FR2867013 A1 FR 2867013A1 FR 0402078 A FR0402078 A FR 0402078A FR 0402078 A FR0402078 A FR 0402078A FR 2867013 A1 FR2867013 A1 FR 2867013A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
module
pads
balls
motherboard
support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0402078A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2867013B1 (en
Inventor
Gilles Moreau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Apple Inc
Original Assignee
Sagem SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sagem SA filed Critical Sagem SA
Priority to FR0402078A priority Critical patent/FR2867013B1/en
Publication of FR2867013A1 publication Critical patent/FR2867013A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2867013B1 publication Critical patent/FR2867013B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3431Leadless components
    • H05K3/3436Leadless components having an array of bottom contacts, e.g. pad grid array or ball grid array components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/141One or more single auxiliary printed circuits mounted on a main printed circuit, e.g. modules, adapters
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09372Pads and lands
    • H05K2201/094Array of pads or lands differing from one another, e.g. in size, pitch, thickness; Using different connections on the pads
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09654Shape and layout details of conductors covering at least two types of conductors provided for in H05K2201/09218 - H05K2201/095
    • H05K2201/09781Dummy conductors, i.e. not used for normal transport of current; Dummy electrodes of components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09818Shape or layout details not covered by a single group of H05K2201/09009 - H05K2201/09809
    • H05K2201/09909Special local insulating pattern, e.g. as dam around component
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/04Soldering or other types of metallurgic bonding
    • H05K2203/0465Shape of solder, e.g. differing from spherical shape, different shapes due to different solder pads
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/04Soldering or other types of metallurgic bonding
    • H05K2203/048Self-alignment during soldering; Terminals, pads or shape of solder adapted therefor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3452Solder masks
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/36Assembling printed circuits with other printed circuits
    • H05K3/368Assembling printed circuits with other printed circuits parallel to each other
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

Electronic module fabricating method involves assembling an electronic component on a side of a printed circuit medium (4). Fusible pads (12) are formed by placing a set of solder balls on lands of another side (8) of the medium. The set of balls are fused and regrouped for forming the pads. The pads permit to flatten an electronic module on a motherboard by wicking at the level of the pads during assembling the module on the motherboard. Independent claims are also included for: (A) A method of assembling an electronic module (B) A motherboard of an electronic device.

Description

PROCEDES DE FABRICATION ET DE MONTAGE D'UN MODULEMETHODS OF MANUFACTURING AND MOUNTING A MODULE

ELECTRONIQUE APTE A ETRE MONTE SUR UNE CARTE MERE, CARTE MERE ASSOCIEE.  ELECTRONIC APE TO BE MOUNTED ON A MOTHERBOARD, ASSOCIATED MOTHERBOARD.

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL.GENERAL TECHNICAL FIELD.

La présente invention concerne un procédé de fabrication et de montage d'un module électronique.  The present invention relates to a method of manufacturing and mounting an electronic module.

Plus précisément, elle concerne un procédé de fabrication et de montage d'un module électronique assurant les fonctions de traitement RF (radiofréquences), analogiques et numérique, le module étant destiné par exemple à des applications de terminaux mobiles, des modems ou tout appareil électronique nécessitant ces mêmes fonctions.  More specifically, it relates to a method of manufacturing and mounting an electronic module providing RF (radio frequency), analog and digital processing functions, the module being intended for example for mobile terminal applications, modems or any electronic device. requiring these same functions.

L'invention concerne également une carte mère comportant un tel module.  The invention also relates to a motherboard comprising such a module.

ETAT DE L'ART.STATE OF THE ART.

Les modules électroniques actuels utilisés dans la téléphonie mobile sont généralement constitués d'une carte époxy sur laquelle sont reportés des composants montés en surface et recouverts de blindages métalliques.  Current electronic modules used in mobile telephony generally consist of an epoxy card on which are reported surface mounted components covered with metal shields.

Dans la plupart des cas, les composants recouvrent les deux faces de la carte.  In most cases, the components overlap both sides of the card.

Une partie importante de la surface est occupée pour la connexion des liaisons analogiques, numériques et radio (y compris l'antenne).  A large part of the surface is occupied for the connection of analog, digital and radio links (including the antenna).

La diminution de la taille des terminaux va dans le sens d'une intégration de plus en plus importante de ces fonctions.  The decrease in the size of the terminals goes in the direction of an increasingly important integration of these functions.

L'évolution de l'architecture électronique, notamment l'intégration des circuits intégrés à application spécifique - ou Application Specific Integrated Circuits (ASIC) selon la terminologie anglo-saxonne généralement utilisée par l'homme du métier - et la réduction du nombre de composants, permet de réduire les volumes des modules.  The evolution of the electronic architecture, in particular the integration of specific integrated circuits (or Application Specific Integrated Circuits (ASIC) according to the English terminology generally used by those skilled in the art - and the reduction in the number of components , allows to reduce the volumes of the modules.

Bien que les dimensions des modules réduisent de façon significative, le nombre de connexions ne cesse d'augmenter.  Although the dimensions of the modules significantly reduce, the number of connections continues to increase.

II existe aujourd'hui des connecteurs à pas fin qui permettent d'assurer les connexions électriques, mais qui apparaissent beaucoup trop encombrants en surface et en épaisseur par rapport à la surface occupée par l'électronique.  There are now fine-pitch connectors that make it possible to ensure the electrical connections, but which appear much too bulky in surface and in thickness with respect to the surface occupied by the electronics.

De plus, compte tenu de la finesse du pas (0.4 mm), ils restent très fragiles et difficiles à reporter sur les cartes.  In addition, given the fineness of the step (0.4 mm), they remain very fragile and difficult to carry on the cards.

Certains d'ensembles électroniques de type module multipuce - ou MultiChip Modules (MCM) selon la terminologie anglo-saxonne utilisent le principe de report de type par boîtier à billes - ou Bali Grid Array (BGA) pour obtenir un gain sur l'encombrement du module.  Some electronic assemblies of the multi-chip module type - or MultiChip Modules (MCM) according to the English terminology - use the ball-type transfer principle - or Bali Grid Array (BGA) to obtain a gain on the size of the module. module.

Dans ces ensembles, les composants électroniques formant les puces sont reportés sur une carte de circuits imprimés par fusion de billes de soudure, et l'ensemble des connexions est placé sous le module sans augmentation de surface de la carte.  In these assemblies, the electronic components forming the chips are reported on a solder ball fused circuit board, and all the connections are placed under the module without increasing the surface area of the board.

Cependant, les matériaux époxy utilisés dans le domaine des télécommunications sont à bas coût et les défauts de planéité des cartes 15 équipées sont importants.  However, the epoxy materials used in the telecommunications field are inexpensive and the flatness defects of the equipped cards are important.

Ainsi, les modules MCM présentent également des plots, des billes ou des colonnes non fusibles, qui donnent certes à l'ensemble une plus grande rigidité de contact, mais qui ne permettent pas de compenser les défauts de planéité induits par le matériau du circuit imprimé époxy. Les plots, billes ou colonnes ne permettent pas de compenser totalement les déformations des composants en présence.  Thus, the MCM modules also have non-fusible studs, balls or columns, which certainly give the assembly greater contact stiffness, but which do not make it possible to compensate for flatness defects induced by the printed circuit board material. epoxy. The studs, balls or columns do not completely compensate for the deformations of the components in the presence.

On peut renforcer mécaniquement la tenue du module lorsqu'il est fixé sur une carte mère par ajout d'une colle en périphérie du ou sous le composant. Cela engendre un surcoût de production et la maîtrise d'un procédé de fabrication supplémentaire. De plus, le module n'est pas facilement démontable de la carte en cas de panne.  The strength of the module can be mechanically reinforced when it is fixed on a motherboard by adding an adhesive at the periphery of the or under the component. This generates additional production costs and control of an additional manufacturing process. In addition, the module is not easily removable from the card in case of failure.

Une autre méthode pour améliorer la planéité consiste à remplacer le circuit imprimé époxy par un circuit imprimé en céramique.  Another method to improve flatness is to replace the epoxy printed circuit board with a ceramic printed circuit board.

Bien que le défaut de planéité soit résolu, la contrepartie est le surcoût 30 matière mais également le coefficient de dilatation différentiel important avec une carte mère en époxy par exemple.  Although the lack of flatness is solved, the counterpart is the extra cost 30 material but also the significant coefficient of differential expansion with an epoxy motherboard for example.

Il n'existe pas sur le marché actuellement des macro composants très intégrés, très fiables et à coût réduit.  There are currently no very integrated, highly reliable and low cost macro components on the market.

PRESENTATION DE L'INVENTION.PRESENTATION OF THE INVENTION

L'invention propose de pallier au moins un des inconvénients précités. Un des buts de l'invention est de proposer un procédé de fabrication d'un module électronique qui permette de monter des composants électroniques du module sur un support peu onéreux.  The invention proposes to overcome at least one of the aforementioned drawbacks. One of the aims of the invention is to propose a method of manufacturing an electronic module that makes it possible to mount electronic components of the module on an inexpensive carrier.

Un des autres buts de l'invention est de proposer un procédé de fabrication d'un module électronique qui permette de pallier les problèmes de planéité du support des composants électroniques.  Another aim of the invention is to propose a method of manufacturing an electronic module that makes it possible to overcome the problems of flatness of the support of the electronic components.

Un des autres buts de l'invention est de proposer un procédé de fabrication d'un module électronique qui permette une interconnexion des composants électroniques qui soit à la fois fiable industriellement et très intégrée en surface et en épaisseur.  Another object of the invention is to provide a method of manufacturing an electronic module that allows an interconnection of electronic components that is both industrially reliable and highly integrated in surface and thickness.

Un des autres buts de l'invention est de proposer un procédé de fabrication d'un module électronique qui permette une grande marge de sécurité lors du report des composants électroniques et d'assurer un plaquage du module sur une carte,mère.  Another object of the invention is to provide a method of manufacturing an electronic module that allows a large margin of safety during the transfer of electronic components and ensure a plating of the module on a motherboard.

A cet effet, l'invention propose un procédé de fabrication d'un module électronique, comportant les étapes consistant à : - monter en surface au moins un composant électronique sur uniquement 20 une première face d'un support de circuit imprimé ; et - disposer sur une deuxième face du support de circuit imprimé une matrice de billes de soudure aptes à former des reports électriques, de sorte que le support forme un boîtier à billes apte à être monté sur une carte mère, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de billage consistant à former des plots fusibles de renfort en disposant un ensemble de billes de soudure sur des plages d'accueil de la deuxième face du support pour renforcer la tenue mécanique du support, une étape de fusion et de regroupement dudit ensemble de billes pour former lesdits plots, les billes de soudure de la matrice restant sous forme individuelle, lesdits plots étant aptes à plaquer le module sur la carte mère par capillarité au niveau desdits plots lors du montage du module sur la carte mère.  For this purpose, the invention provides a method of manufacturing an electronic module, comprising the steps of: - surface mounting at least one electronic component on only one first face of a printed circuit support; and - arranging on a second face of the printed circuit support a matrix of solder balls capable of forming electrical shifts, so that the support forms a ball housing adapted to be mounted on a motherboard, characterized in that comprises a blasting step consisting of forming fusible reinforcing pads by arranging a set of solder balls on reception pads of the second face of the support to enhance the mechanical strength of the support, a step of melting and grouping said assembly beads to form said pads, the solder balls of the matrix remaining in individual form, said pads being able to press the module on the motherboard by capillarity at said pads when mounting the module on the motherboard.

L'invention est avantageusement complétée par les étapes suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible, les étapes consistant à : - disposer l'ensemble de billes aptes à former les plots de renfort 5 simultanément à l'étape de disposition des autres billes de soudure de la matrice; - disposer, sur chaque plage d'accueil de chaque plot, un ensemble de billes dont le volume total, avant leur fusion pour former les plots, est compris entre 2/3 et 3/3 du volume total du prisme droit ayant pour base la plage d'accueil dudit plot et pour hauteur la distance, entre la deuxième face du support et la carte mère une fois le module monté sur la carte mère; - disposer les plots fusibles de renfort sur la périphérie de la deuxième face du support pour renforcer la tenue mécanique du support; - disposer les plots fusibles de renfort dans des angles du support; - disposer sur la deuxième face du support des billes de soudure en surnombre par rapport aux reports électriques nécessaires au fonctionnement de chaque composant électronique, pour renforcer la tenue mécanique du support; - définir chaque plage d'accueil à l'intérieur d'une zone non vernie sur la 20 deuxième face du support et dans laquelle on dispose les billes aptes à former les plots de renfort.  The invention is advantageously completed by the following steps, taken alone or in any of their technically possible combination, the steps of: - arranging the set of beads capable of forming the reinforcing pads 5 simultaneously with the provisioning step other solder balls of the matrix; - Have, on each reception range of each stud, a set of balls whose total volume before merging to form the pads, is between 2/3 and 3/3 of the total volume of the right prism based on the reception range of said pad and for height the distance between the second face of the support and the motherboard once the module mounted on the motherboard; placing the reinforcing fuse blocks on the periphery of the second face of the support in order to reinforce the mechanical strength of the support; - Lay the fusible reinforcing pads in corners of the support; - Have on the second side of the support solder balls in excess relative to the electrical reports necessary for the operation of each electronic component, to enhance the mechanical strength of the support; define each reception range inside an unvarnished zone on the second face of the support and in which the balls capable of forming the reinforcing pads are arranged.

L'invention concerne également un procédé de montage d'un module obtenu par un procédé selon l'invention.  The invention also relates to a method of mounting a module obtained by a method according to the invention.

Notamment, l'invention propose un procédé de montage d'un module électronique comportant en surface au moins un composant électronique sur uniquement une première face d'un support de circuit imprimé et comportant sur une deuxième face du support des billes de soudure aptes à former des reports électriques en matrice et des plots fusibles de renfort, lesdits plots étant disposés par un procédé de fabrication selon l'invention, le module étant monté sur une carte mère, caractérisé en ce qu'il comporte une étapes consistant à : - faire entrer en refusion lesdits plots de renfort; - faire entrer en refusion les billes de la matrice, lesdites billes restant sous forme de billes individuelles, - plaquer et positionner le module sur la carte mère, le plaquage étant obtenu par des forces de capillarité attractives au niveau desdits plots, et le positionnement à une distance nominale de la carte mère étant obtenu par des forces de capillarité répulsives au niveau des billes de la matrice.  In particular, the invention proposes a method of mounting an electronic module having at least one electronic component at the surface on only one first face of a printed circuit support and comprising, on a second face of the support, solder balls capable of forming electrical transfers in matrix and fusible reinforcing pads, said pads being arranged by a manufacturing method according to the invention, the module being mounted on a motherboard, characterized in that it comprises a step consisting in: - bringing in reflowing said reinforcing pads; - Reflow the balls of the matrix, said balls remaining in the form of individual beads, - plate and position the module on the motherboard, the plating being obtained by attractive capillarity forces at said pads, and the positioning at a nominal distance from the motherboard being obtained by repulsive capillary forces at the balls of the matrix.

L'invention concerne également une carte mère comportant un tel module.  The invention also relates to a motherboard comprising such a module.

PRESENTATION DES FIGURES.PRESENTATION OF THE FIGURES.

D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente schématiquement une vue en perspective du dessus d'un module obtenu par un procédé possible selon l'invention; les figures 2 et 3 représentent schématiquement une vue en perspective du dessous d'un mode de réalisation avantageux d'un module obtenu par un procédé possible selon l'invention; - la figure 4 représente schématiquement une vue de profil d'un mode de réalisation avantageux d'un module obtenu par un procédé possible selon 20 l'invention; - la figure 5 représente un détail d'une plage d'accueil de billes aptes à former des plots de renfort; et - la figure 6 représente schématiquement les forces en présence lors du montage d'un module selon l'invention sur une carte mère.  Other features, objects and advantages of the invention will emerge from the description which follows, which is purely illustrative and nonlimiting, and which should be read with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 shows schematically a perspective view from above a module obtained by a possible method according to the invention; Figures 2 and 3 show schematically a bottom perspective view of an advantageous embodiment of a module obtained by a possible method according to the invention; FIG. 4 schematically represents a profile view of an advantageous embodiment of a module obtained by a possible method according to the invention; - Figure 5 shows a detail of a range of bead reception capable of forming reinforcing pads; and - Figure 6 schematically shows the forces present during assembly of a module according to the invention on a motherboard.

DESCRIPTION DETAILLEE.DETAILED DESCRIPTION.

Un procédé de fabrication selon l'invention d'un module permet de répondre aux exigences d'intégration, de fiabilité et de faible coût.  A manufacturing method according to the invention of a module makes it possible to meet the requirements of integration, reliability and low cost.

La figure 1 représente schématiquement une vue en perspective d'un module 1 obtenu par un procédé possible selon l'invention.  FIG. 1 schematically represents a perspective view of a module 1 obtained by a possible method according to the invention.

Selon un procédé possible, on monte ainsi en surface au moins un composant 2 électronique sur uniquement une première face 3 d'un support 4 de circuit imprimé.  According to one possible method, at least one electronic component 2 is mounted on the surface at only a first face 3 of a printed circuit support 4.

Le module d'Young du support 4 est par exemple inférieur à 150 GPa.  The Young's modulus of the support 4 is for example less than 150 GPa.

De manière très préférentielle, le support 4 de circuit imprimé est en matière époxy.  In a very preferential manner, the printed circuit support 4 is made of epoxy material.

Il comporte ainsi une résistance à la flexion, dans le sens longitudinal, comprise entre 400 et 460 GPa, avec des valeurs typiques comprises entre 415 et 442 GPa. II comporte une résistance à la flexion, dans le sens radial, comprise entre 300 et 460 GPa, avec des valeurs typiques comprises entre 345 et 435 GPa.  It thus comprises a flexural strength, in the longitudinal direction, of between 400 and 460 GPa, with typical values between 415 and 442 GPa. It has a flexural strength in the radial direction of between 300 and 460 GPa, with typical values between 345 and 435 GPa.

Par exemple, le support 4 de circuit imprimé époxy est d'une épaisseur 5 de 1 mm, avec par exemple huit couches 6 superposées de conducteurs.  For example, the epoxy printed circuit support 4 is of a thickness of 1 mm, for example with eight superimposed layers of conductors.

Les couches 6 sont classiquement interconnectées entre elles par des trous métallisés traversants, enterrés et des micros vias percés par laser.  The layers 6 are conventionally interconnected by metallized through holes, buried and vias laser drilled.

On rappelle que les supports 4 époxy comportent en général de nombreux défauts de planéité. Par exemple, le défaut de planéité classique sur une carte en époxy est de l'ordre de 0.7%, soit 0.35 mm pour un composant de diagonale 50 mm.  It is recalled that the epoxy supports 4 generally comprise numerous flatness defects. For example, the standard flatness defect on an epoxy card is of the order of 0.7%, ie 0.35 mm for a 50 mm diagonal component.

Bien entendu, le module comporte avantageusement plus de un composant 2.  Of course, the module advantageously comprises more than one component 2.

Le module obtenu par un procédé possible selon l'invention est avantageusement mais non limitativement un module de radiocommunication électronique.  The module obtained by a possible method according to the invention is advantageously but not limitatively an electronic radiocommunication module.

A cet effet, il intègre tous les moyens 7 aptes à effectuer les fonctions radio analogiques et numériques d'un mobile multi bandes, notamment selon les protocoles du système mondial de communications mobiles (GSM), et/ou du système DCS (Digital Communication System), et/ou les services de communications personnelles PCS.  For this purpose, it integrates all the means 7 capable of performing the analog and digital radio functions of a multiband mobile, in particular according to the protocols of the global system for mobile communications (GSM), and / or the DCS system (Digital Communication System ), and / or PCS Personal Communications Services.

Tous les moyens 2 et 7 sont montés en surface sur la face supérieure 3 du support 4, et uniquement sur la face 3 supérieure.  All the means 2 and 7 are surface-mounted on the upper face 3 of the support 4, and only on the upper face 3.

Les moyens 2 et 7 sont avantageusement montés sur la face 3 du support 4 par un report par boîtier à billes - ou Bali Grid Array (BGA) selon la terminologie anglo-saxonne - connu de l'homme de l'art.  The means 2 and 7 are advantageously mounted on the face 3 of the support 4 by a transfer by ball housing - or Bali Grid Array (BGA) according to the English terminology - known to those skilled in the art.

Le module 1 comporte également un blindage composé d'une ceinture soudée et d'un couvercle, non représentés sur les figures.  The module 1 also comprises a shield consisting of a welded belt and a cover, not shown in the figures.

Comme le montre la figure 2, selon un procédé possible de l'invention, on dispose sur une deuxième face 8 du support 4 de circuit imprimé une matrice 9 de billes 10 de soudure aptes à former des reports électriques pour les composants 2 et 7, de sorte que le support 4 forme un boîtier à billes apte à être monté sur une carte mère.  As shown in FIG. 2, according to a possible method of the invention, a matrix 9 of solder balls 10 is provided on a second face 8 of the printed circuit support 4 capable of forming electrical reports for the components 2 and 7, so that the support 4 forms a ball housing adapted to be mounted on a motherboard.

On rappelle que la solution de report par boîtier à billes ou BGA permet de placer l'ensemble des connexions sous le module 1, à savoir sur la face inférieure 8, opposée à la face 3, sans augmentation de surface du module 1.  It is recalled that the ball bearing or BGA transfer solution makes it possible to place all the connections under the module 1, namely on the lower face 8, opposite to the face 3, without increasing the surface area of the module 1.

Une des fonctions des billes 10 est donc d'assurer la continuité électrique entre les composants 2 et 7 d'une part, et une carte mère d'autre part. Ainsi, le nombre de billes 10 est fonction du nombre d'entrées/sorties définies par le schéma électrique du module.  One of the functions of the balls 10 is to ensure electrical continuity between the components 2 and 7 on the one hand, and a motherboard on the other. Thus, the number of balls 10 is a function of the number of inputs / outputs defined by the circuit diagram of the module.

On comprend également qu'une des autres fonctions des billes 10 est d'assurer la liaison de report avec une carte mère. Le procédé de report par BGA sur une carte mère est très fiable, et la surépaisseur donnée par les billes après refusion pour une fixation sur une carte mère reste acceptable pour les d'application à la téléphonie mobile par exemple.  It is also understood that one of the other functions of the balls 10 is to provide the transfer link with a motherboard. The process of transfer by BGA on a motherboard is very reliable, and the extra thickness given by the balls after reflow for attachment to a motherboard remains acceptable for applications to the mobile phone, for example.

Les billes fusibles 10 s'écrasent sous l'effet du poids du module 1 lors 20 du passage au four. Ce phénomène physique permet un report du module 1 sur tous types de cartes mères, épaisses ou fines.  The fusible beads 10 crash under the effect of the weight of the module 1 during the passage in the oven. This physical phenomenon allows a report of module 1 on all types of motherboards, thick or thin.

De plus, les billes 10 permettent d'assurer la tenue mécanique du support 4.  In addition, the balls 10 make it possible to ensure the mechanical strength of the support 4.

Le module 1 est avantageusement du type multipuce ou MCM. Il a la particularité d'avoir une grande dimension et un poids supérieur aux composants BGA classiques. II est en effet par exemple d'une dimension rectangulaire 33 mm x 38 mm. Il possède une épaisseur de 3 mm hors tout, c'est à dire sans les billes 10, et sa masse est environ de 9 g tout équipé.  The module 1 is advantageously of the multi-chip or MCM type. It has the distinction of having a large size and a weight higher than conventional BGA components. It is indeed for example a rectangular dimension 33 mm x 38 mm. It has a thickness of 3 mm overall, that is to say without the balls 10, and its mass is about 9 g fully equipped.

Par ailleurs, le nombre de connexions fonctionnelles est supérieur à 160.  In addition, the number of functional connections is greater than 160.

Il est donc nécessaire d'adapter le système de connexions. Le nombre de billes 10 et le pas 11 entre les billes 10 est ainsi également choisi en fonction du poids et de la surface du support 4, et pas uniquement en fonction du nombre d'entrées/sorties définies par le schéma électrique du module 1.  It is therefore necessary to adapt the connection system. The number of balls 10 and the pitch 11 between the balls 10 is thus also chosen as a function of the weight and the surface of the support 4, and not only as a function of the number of inputs / outputs defined by the electrical diagram of the module 1.

On dispose alors sur la deuxième face 8 du support 4 des billes 10 de soudure en surnombre par rapport aux reports électriques nécessaires au 5 fonctionnement de chaque composant électronique 2 ou 7, pour renforcer la tenue mécanique du support 4.  On the second face 8 of the support 4, there are then solder balls 10 which are larger than the electrical ratios necessary for the operation of each electronic component 2 or 7, to reinforce the mechanical strength of the support 4.

Ainsi, outre la liaison électrique, les billes permettent d'obtenir une résistance mécanique élevée.  Thus, in addition to the electrical connection, the balls make it possible to obtain a high mechanical strength.

On prévoit également un diamètre de billes 10 suffisant pour absorber 10 les défauts de planéité du support 4.  A diameter of balls 10 is also provided sufficient to absorb the flatness defects of the support 4.

En effet, la charge par bille 10 varie en fonction de son diamètre. Plus son diamètre est important, et plus la charge admissible est forte.  Indeed, the load per ball 10 varies depending on its diameter. The larger its diameter, the higher the permissible load.

La distance résiduelle entre le support 4 et une carte mère après assemblage est bien évidemment fonction du diamètre des billes. On pourra tenir compte de ce facteur pour optimiser l'épaisseur du produit.  The residual distance between the support 4 and a motherboard after assembly is obviously a function of the diameter of the balls. This factor can be taken into account to optimize the thickness of the product.

Le nombre et le diamètre des billes 10 sont donc le résultat d'un compromis.  The number and the diameter of the balls 10 are therefore the result of a compromise.

Compte tenu des éléments ci-dessus, un exemple de mode de réalisation d'un module selon l'invention est la disposition de 442 billes 10 de diamètre 635 pm à l'état libre et réparties sur une matrice au pas 11 de 1.27 mm.  In view of the above elements, an exemplary embodiment of a module according to the invention is the arrangement of 442 balls of diameter 635 pm in the free state and distributed over a matrix at pitch 11 of 1.27 mm.

Les billes 10 utilisées sont des billes 10 fusibles et préformées compatibles avec des technologies avec et sans plomb. Par exemple, les billes 10 sont un formées dans un alliage étain/plomb.  The balls used are fusible and preformed balls compatible with lead-free and lead-free technologies. For example, the balls 10 are one formed of a tin / lead alloy.

Le procédé de fabrication du billage du module peut être par exemple par sérigraphie ou par pick en place.  The method of manufacturing the blasting of the module can be for example by screen printing or pick in place.

Quelle que soit la solution retenue, les billes 10 seront déposées sur le support 4 sur des plages d'accueil non représentées sur les figures, et préalablement enduites de flux.  Whatever the solution adopted, the balls 10 will be deposited on the support 4 on reception areas not shown in the figures, and previously coated flux.

Comme le montrent les figures 2 et 3, la matrice 9 de billes 10 est regroupée au centre du support 4, dans la zone de moindres contraintes.  As shown in Figures 2 and 3, the matrix 9 of balls 10 is grouped in the center of the support 4, in the area of least stress.

Cependant, compte tenu de la taille du module 1, les billes 10 installées en périphérie de la matrice 9 sont très sollicitées et peuvent rompre aux contraintes de cisaillement. Sur le type de module 1 visé par l'invention, les zones de fragilité sont dans les angles hors du cercle 13 de fiabilité.  However, given the size of the module 1, the balls 10 installed at the periphery of the die 9 are highly stressed and can break shear stresses. On the type of module 1 targeted by the invention, the zones of weakness are in the corners outside the circle 13 of reliability.

Ce phénomène apparaît notamment lorsque les billes 10 sont trop 5 petites, mal positionnées sur le module 1, et même lorsque la rigidité mécanique de l'ensemble recevant le module 1 est insuffisante.  This phenomenon appears in particular when the balls 10 are too small, poorly positioned on the module 1, and even when the mechanical rigidity of the assembly receiving the module 1 is insufficient.

C'est pour cette raison que l'on prévoit avantageusement une étape consistant à disposer des plots 12 fusibles de renfort sur la périphérie de la deuxième face 8 du support 4, pour renforcer la tenue mécanique du support et pour protéger la liaison des billes 10. Les plots 12 sont notamment visibles aux figures 2 à 4.  It is for this reason that a step is advantageously provided to have the reinforcing pads 12 on the periphery of the second face 8 of the support 4, to reinforce the mechanical strength of the support and to protect the connection of the balls 10 The studs 12 are in particular visible in FIGS.

Dans le cas d'un support 4 de forme rectangulaire, les plots 12 de renfort mécanique sont préférentiellement placés dans les angles du support 4. Le module comporte ainsi quatre plots 12.  In the case of a support 4 of rectangular shape, the pads 12 of mechanical reinforcement are preferably placed in the corners of the support 4. The module thus comprises four studs 12.

Les plots 12 comportent plusieurs fonctions et avantages.  The pads 12 have several functions and advantages.

Tout d'abord, ils renforcent la tenue mécanique du module 1 après report sur une carte mère.  First, they reinforce the mechanical strength of module 1 after transfer to a motherboard.

Ensuite, ils augmentent le cercle 13 de fiabilité de façon à protéger la connexion des billes 10.  Then, they increase the circle 13 of reliability so as to protect the connection of the balls 10.

De plus, ils assurent le contact mécanique quelles que soient les tolérances de diamètre des billes 10 et le défauts de planéité du module 1.  In addition, they ensure the mechanical contact regardless of the tolerances of the diameter of the balls 10 and the unevenness of the module 1.

Enfin, ils suppriment l'opération de collage du module 1 sur une carte mère. Le module 1 est donc facilement démontable d'une carte mère par refusion des plots 12 pour une opération de dépannage par exemple.  Finally, they delete the sticking operation of module 1 on a motherboard. The module 1 is easily removable from a motherboard by reflow of the pads 12 for a troubleshooting operation for example.

Comme le montre la figure 4, les plots 12 ont une forme particulière et sont à la même hauteur 13 que les billes 10 de soudure. Il n'y a donc pas de problème engendré par une différence de hauteur lors du report du module 1 sur une carte mère.  As shown in Figure 4, the pads 12 have a particular shape and are at the same height 13 as the solder balls 10. There is no problem caused by a difference in height during the report of module 1 on a motherboard.

Selon une étape particulière d'un procédé selon l'invention, on forme 30 les plots 12 fusibles de renfort grâce à un ensemble de billes 14 de soudure représentées sur la figure 5.  According to a particular step of a method according to the invention, the reinforcing fuse pads 12 are formed by means of a set of solder balls 14 shown in FIG. 5.

Selon une mise en oeuvre préférentielle du procédé, on dispose les billes 14 aptes à former les plots 12 de renfort simultanément à l'étape de disposition des autres billes 10 de soudure.  According to a preferred implementation of the method, the balls 14 are arranged capable of forming the reinforcing pads 12 simultaneously with the step of disposing of the other solder balls 10.

Préférentiellement encore, l'étape de réalisation de la plage d'accueil 5 15 des billes 14 de chaque plot 12 de renfort est identique et réalisée simultanément avec le procédé de réalisation de la plage d'accueil des billes 10 fusibles de la matrice 9.  Preferably also, the step of producing the reception range 5 15 of the balls 14 of each pad 12 of reinforcement is identical and performed simultaneously with the method of producing the reception range of the fusible balls 10 of the matrix 9.

Avantageusement, les billes fusibles 14 des plots 12 sont identiques aux billes fusibles 10.  Advantageously, the fusible balls 14 of the pads 12 are identical to the fusible balls 10.

Avantageusement, le report des billes fusibles 14 s'effectue par sérigraphie dans la plage d'accueil 15 entourée d'un vernis 16 d'épargne.  Advantageously, the transfer of the fusible beads 14 is performed by screen printing in the reception area 15 surrounded by a varnish 16 of savings.

Il n'y a pas d'apport de matière supplémentaire par une préforme par exemple, et par conséquent pas de surcoût engendré par la réalisation des plots 12 de renfort en dehors du prix matière des billes 14, ce qui est négligeable devant le coût total du module 1.  There is no additional material input by a preform for example, and therefore no additional cost generated by the realization of the pads 12 of reinforcement outside the material price of the balls 14, which is negligible in front of the total cost of module 1.

Le nombre de billes 14 nécessaires pour constituer un plot 12 de renfort dépend de la hauteur libre de chaque bille 10 après report.  The number of balls 14 needed to form a reinforcing pad 12 depends on the free height of each ball 10 after transfer.

La densité et la position des billes 14 sont fonction des paramètres de réalisation du pochoir de dépôt de billes 14.  The density and the position of the balls 14 are a function of the production parameters of the ball depositing stencil 14.

On positionne donc un nombre de billes 14 calculé afin d'obtenir une hauteur du plot 12 égal à la hauteur de la bille 10 reportée.  A number of balls 14 is thus calculated in order to obtain a height of the stud 12 equal to the height of the ball 10 reported.

Compte tenu du fort volume de brasure à apporter sur le plot 12, le nombre de billes 14 est important. Le pas 21 de placement des billes 14 sur la plage d'accueil 15 est réduit au maximum.  Given the high volume of solder to be provided on the stud 12, the number of balls 14 is important. The placement step 21 of the balls 14 on the reception range 15 is minimized.

Comme le montre la figure 5, de petites protubérances 22 venant en indentation dans le vernis 16 en périphérie de plage 15 et au niveau des coins permettent de positionner le nombre de billes 14 suffisant.  As shown in Figure 5, small protuberances 22 indentation in the varnish 16 at the periphery of the beach 15 and at the corners to position the number of balls 14 sufficient.

Lors du brasage, les billes 14 entrent en refusion et par effet capillaire se regroupent au centre de la plage 15 de façon à créer le volume du plot 12 et la hauteur de brasure souhaités.  During soldering, the balls 14 are reflowed and by capillary effect are grouped in the center of the range 15 so as to create the volume of the pad 12 and the desired solder height.

Dans notre exemple, la plage 15 d'accueil du plot fait 4,83 mm au carré. On dispose 49 billes 14, qui ont un diamètre de 635 pm et sont placées sur une matrice au pas 21 de 890 pm.  In our example, the host range of the pad is 4.83 mm squared. 49 beads 14, which have a diameter of 635 μm, are placed on a matrix at a pitch of 890 μm.

La plage d'accueil 15 peut cependant avoir une forme quelconque.  The reception area 15 may, however, be of any shape.

Lors du report du module 1 sur une carte mère, les billes 10 et les plots 12 entrent en refusion. Il s'exerce alors des forces de tension superficielles sur les brasures composées des billes 10 et des plots 12. Les forces de tension superficielles maintiennent en position le module 1 jusqu'au refroidissement et à la solidification des brasures.  During the transfer of the module 1 on a motherboard, the balls 10 and the pads 12 are reflowed. Surface tension forces are then exerted on the solders composed of the balls 10 and the pads 12. The surface tension forces maintain the position of the module 1 until cooling and solidification of the solders.

Comme le montre la figure 6, il y a équilibre entre les forces exercées sur les billes 10, sur les plots 12 et le module 1.  As shown in FIG. 6, there is a balance between the forces exerted on the balls 10, on the studs 12 and the module 1.

Les billes 10 sont mises en compression sous l'action du poids 190 du module 1 et elles exercent une force 17 de capillarité de répulsion du module. Les plots 12 de renfort de par leur forme, exercent quant à eux une force 18 de capillarité d'attraction du module. Les plots 12 favorisent ainsi la liaison physique des billes 10 en fusion sur les plages d'accueil 19 de la carte mère 20, tandis que les billes 10 assure une distance nominale entre le module 1 et la carte mère 20. Ce phénomène de forces de capillarité attractives au niveau des plots 12 apparaît car le volume de brasure présent sur les plages des plots 12 est tel que, après report, le joint brasé a une forme d'hyperboloïde qui permet de créer des forces 18 d'attraction.  The balls 10 are put under compression under the action of the weight 190 of the module 1 and they exert a force 17 of repulsion capillarity of the module. The reinforcing pads 12 by their shape, in turn, exert a force 18 of capillarity of attraction of the module. The studs 12 thus promote the physical connection of the balls 10 melting on the home ranges 19 of the motherboard 20, while the balls 10 provides a nominal distance between the module 1 and the motherboard 20. This phenomenon of forces of Attractive capillarity at the level of the studs 12 appears because the solder volume present on the pads 12 pads is such that after postponement, the brazed joint has a hyperboloid shape that creates attraction forces 18.

Les forces 18 de plaquage sont prépondérantes et participent grandement à la qualité de la liaison mécanique du module 1 sur sa carte mère 20, dans le sens où les billes 10 sont fortement comprimées.  The plating forces 18 are preponderant and greatly contribute to the quality of the mechanical connection of the module 1 on its motherboard 20, in the sense that the balls 10 are highly compressed.

Cela permet d'assurer dans tous les cas le contact entre les billes 10 et les plages d'accueil 19 de la carte mère 20, même avec un défaut de planéité important des circuits imprimés. Les défauts de planéité du support 4 sont donc naturellement compensés par ce phénomène.  This ensures in all cases the contact between the balls 10 and the home ranges 19 of the motherboard 20, even with a significant flatness of printed circuits. The flatness defects of the support 4 are naturally compensated by this phenomenon.

Pour que les billes 14 des plots 12 fusionnent et créent des forces attractives entre le module 1 et la carte mère 20, il faut que les parois des plots aient une forme concave hyperboloïde. Dans ce cas, les forces de capillarité sont attractives. Le plot mouille la plage d'accueil 15.  So that the balls 14 of the pads 12 merge and create attractive forces between the module 1 and the motherboard 20, it is necessary that the walls of the pads have a concave hyperboloid shape. In this case, the capillary forces are attractive. The pad wets the welcome area 15.

Le volume des billes 14 destinées à constituer un plot 12 ne doit donc pas être trop petit, auquel cas les billes 14 ne peuvent pas fusionner entre elles en établissant un pont entre la carte mère 20 et le module 1, ni trop grand, auquel cas les parois du plot 12 sont bombées et les forces sont répulsives et non plus attractives.  The volume of the balls 14 intended to form a stud 12 must not be too small, in which case the balls 14 can not merge with each other by establishing a bridge between the motherboard 20 and the module 1, nor too large, in which case the walls of the stud 12 are curved and the forces are repulsive and no longer attractive.

Le volume total des billes 14 placées sur une plage 15 d'accueil doit être compris entre 2/3 et 3/3 du volume du prisme droit s'appuyant sur la plage d'accueil 15 et délimité par la carte mère 20 et le support 4 après report.  The total volume of the balls 14 placed on a reception range must be between 2/3 and 3/3 of the volume of the right prism resting on the reception area 15 and delimited by the motherboard 20 and the support 4 after postponement.

Par exemple, si on place sur la plage 15 49 billes sphérique de diamètre 635 pm, on obtient un volume total de 6.56 mm3.  For example, if spherical beads with a diameter of 635 μm are placed on the range, a total volume of 6.56 mm 3 is obtained.

Le volume du prisme droit s'appuyant sur la plage d'accueil 15 et 10 délimité par la carte mère 20 et le support 4 (base de 4.84 mm de côté pour une hauteur de 350 pm) est de 8.17 mm3.  The volume of the right prism based on the reception range 15 and 10 delimited by the motherboard 20 and the support 4 (base 4.84 mm side for a height of 350 pm) is 8.17 mm3.

Le plot 12 après brasure a une forme d'hyperbole, dont le volume peut être approximé à deux fois le volume d'une pyramide dont la base a une surface de la plage 15 - soit un carré de 4.83 mm de côté - et une hauteur de 350 pm - soit la distance module/carte mère après report.  The pad 12 after brazing has a hyperbola shape, whose volume can be approximated to twice the volume of a pyramid whose base has a surface of the range 15 - a square of 4.83 mm side - and a height 350 pm - the distance between module and motherboard after transfer.

Le volume pour une pyramide est de 2.72 mm3 (SxHxl/3), soit 5.44 mm3 pour le plot 12 approximé aux deux pyramides, soit 2/3 du volume du prisme droit s'appuyant sur la plage d'accueil 15 et délimité par la carte mère 20 et le support 4.  The volume for a pyramid is 2.72 mm 3 (S x H x 1/3), ie 5.44 mm 3 for the pad 12 approximated to the two pyramids, ie 2/3 of the volume of the right prism resting on the reception area 15 and delimited by the motherboard 20 and support 4.

Le volume du plot 12 constitué par les billes 14 (6.56 mm3) est supérieur au volume des deux pyramides.  The volume of the stud 12 constituted by the balls 14 (6.56 mm 3) is greater than the volume of the two pyramids.

Ainsi, le volume 12 du plot est bien compris entre 2/3 et 3/3 du volume du prisme droit s'appuyant sur la plage d'accueil 15 et délimité par la carte mère 20 et le support 4.  Thus, the volume 12 of the stud is well between 2/3 and 3/3 of the volume of the right prism based on the reception area 15 and defined by the motherboard 20 and the support 4.

En effet, 2/3x(8.17 mm3) = 5.44 mm3 < 6.56 mm3 8.17 mm3).  Indeed, 2 / 3x (8.17 mm3) = 5.44 mm3 <6.56 mm3 8.17 mm3).

On rappelle que le défaut de planéité classique sur une carte en époxy est de l'ordre de 0.7%, soit 0.35 mm pour un composant de diagonale 50 mm.  It will be recalled that the standard flatness defect on an epoxy card is of the order of 0.7%, ie 0.35 mm for a 50 mm diagonal component.

Une bille 10 de 635 pm de diamètre à l'état libre a une hauteur de 550 pm reportée sur le support 4 du module 1. Après report sur la carte mère 20, la hauteur de la bille 10 est de 350 pm, soit une compression de 0.2 mm.  A ball 10 of 635 μm in free diameter has a height of 550 μm carried on the support 4 of the module 1. After transfer to the motherboard 20, the height of the ball 10 is 350 μm, ie a compression 0.2 mm.

Le dépôt de crème à braser est de l'ordre de 150 pm pour ce type de module.  The deposition of solder cream is of the order of 150 pm for this type of module.

La somme de l'épaisseur de crème à braser déposée et de la déformation des billes donne 0.35 mm, ce qui correspond à la tolérance de 5 planéité typique des circuits imprimés grande série.  The sum of solder paste thickness and bead deformation gives 0.35 mm, which corresponds to the flatness tolerance typical of large series printed circuits.

Or, si les plots 12 de renfort ne sont pas présents, la compression des billes est réduite à 0.1 mm. Dans ce cas, la liaison mécanique des billes 10 avec la carte mère 20 peut ne pas être assurée.  However, if the pads 12 of reinforcement are not present, the compression of the balls is reduced to 0.1 mm. In this case, the mechanical connection of the balls 10 with the motherboard 20 may not be ensured.

Il faudrait alors dans ce cas définir une tolérance de planéité des 10 support 4 du module 1 et de la carte mère 20 plus faible - de l'ordre de 0.5% - avec pour conséquence une augmentation des coûts.  It would then be necessary in this case to define a flatness tolerance of the support 4 of the module 1 and the motherboard 20 lower - of the order of 0.5% - with the consequence of an increase in costs.

On rappelle également que les plots 12 décrits dans la présente description sont préférentiellement carrés (par exemple 4.838 mm x 4.838 mm). Ils peuvent cependant avoir des formes géométriques variées du type rectangle, rond ou tout autre forme.  It is also recalled that the pads 12 described in the present description are preferably square (for example 4.838 mm × 4.838 mm). They can, however, have various geometric shapes of the rectangle, round or any other shape.

Comme les efforts de plaquage 18 sont induits par les forces de tension superficielles et de capillarité présentes dans les brasures à l'état liquide, il sera relativement aisé de les maîtriser et de les modifier en faisant évoluer les dimensions ou les formes des plots 12.  As the plating forces 18 are induced by the surface tension and capillarity forces present in the solders in the liquid state, it will be relatively easy to control and modify them by changing the dimensions or shapes of the pads 12.

Des plots de renfort peuvent être positionnés également au centre de la matrice 9 de billes 10. Dans ce cas, ils auront majoritairement un rôle de plaquage du module et non de renfort mécanique, car les zones de fragilité sont périphériques.  Reinforcing pads may also be positioned in the center of the matrix 9 of balls 10. In this case, they will mainly have a function of plating the module and not mechanical reinforcement, since the areas of weakness are peripheral.

Le report du module 1 sur une carte mère 20 s'effectue sur des 25 machines de pose conventionnelles permettant ainsi une grande maîtrise des procédés de fabrication.  The postponement of module 1 on a motherboard 20 is performed on conventional laying machines thus allowing great control of the manufacturing processes.

Le brasage dans un four de refusion classique permet de faire refondre les billes 10 et les plots 12 fusibles pour ainsi créer une liaison physique du module 1 sur la carte 20 visible sur la figure 6.  Soldering in a conventional reflow oven makes it possible to remel the balls 10 and the fusible pads 12 thus creating a physical connection of the module 1 on the card 20 visible in FIG. 6.

La forme et la réalisation des plages d'accueil 19 et plan de masse de la carte mère 20 sont similaires à ceux du module 1.  The shape and the realization of the reception areas 19 and ground plane of the motherboard 20 are similar to those of the module 1.

Des plages d'accueil de mêmes dimensions sont recommandées pour obtenir une tenue mécanique équivalente sur le module 1 et sur la carte 20.  Reception ranges of the same dimensions are recommended to obtain an equivalent mechanical resistance on the module 1 and on the card 20.

Un système de mires permet de poser le module 1 avec une précision identique à celle d'un composant électronique monté en surface traditionnel.  A sighting system makes it possible to install the module 1 with a precision identical to that of an electronic component mounted on a traditional surface.

Le module est facilement démontable de la carte mère 20 par fusion des plots 12 et des billes 10.  The module is easily removable from the motherboard 20 by melting the pads 12 and balls 10.

Claims (10)

REVENDICATIONS.CLAIMS. 1. Procédé de fabrication d'un module (1) électronique, comportant les étapes consistant à : - monter en surface au moins un composant (2) électronique sur uniquement une première face (3) d'un support (4) de circuit imprimé ; et - disposer sur une deuxième face (8) du support (4) de circuit imprimé une matrice (9) de billes (10) de soudure aptes à former des reports électriques, de sorte que le support (4) forme un boîtier à billes apte à être monté sur une carte mère (20), caractérisé en ce qu'il comporte - une étape de billage consistant à former des plots fusibles (12) de renfort en disposant un ensemble de billes (14) de soudure sur des plages d'accueil (15) de la deuxième face (8) du support (4) pour renforcer la tenue mécanique du support (4), - une étape de fusion et de regroupement dudit ensemble de billes (14) pour former lesdits plots (12), les billes (10) de soudure de la matrice (9) restant sous forme individuelle, lesdits plots (12) étant aptes à plaquer le module (1) sur la carte mère (20) par capillarité au niveau desdits plots (12) lors du montage du module (1) sur la carte mère.  A method of manufacturing an electronic module (1), comprising the steps of: - surface mounting at least one electronic component (2) on only a first face (3) of a support (4) of printed circuit ; and - arranging on a second face (8) of the printed circuit support (4) a matrix (9) of solder balls (10) capable of forming electrical shifts, so that the support (4) forms a ball casing adapted to be mounted on a motherboard (20), characterized in that it comprises - a blasting step of forming fusible pads (12) of reinforcement by arranging a set of solder balls (14) on the pads of receiving (15) the second face (8) of the support (4) to enhance the mechanical strength of the support (4), - a step of melting and grouping said set of balls (14) to form said pads (12) , the solder balls (10) of the matrix (9) remaining in individual form, said studs (12) being able to press the module (1) on the motherboard (20) by capillarity at said pads (12) when mounting the module (1) on the motherboard. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant à disposer l'ensemble de billes (14) aptes à former les plots (12) de renfort simultanément à l'étape de disposition des autres billes (10) de soudure de la matrice (9).  2. Method according to claim 1, characterized in that it comprises a step consisting in arranging the set of balls (14) capable of forming the pads (12) of reinforcement simultaneously with the step of arranging the other balls (10). ) of the matrix (9). 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant à disposer, sur chaque plage d'accueil (15) de chaque plot (12), un ensemble de billes (14) dont le volume total, avant leur fusion pour former les plots (12), est compris entre 2/3 et 3/3 du volume total du prisme droit ayant pour base la plage d'accueil (15) dudit plot (12) et pour hauteur la distance entre la deuxième face (8) du support (4) et la carte mère (20) une fois le module (1) monté sur la carte mère.  3. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that it comprises a step consisting in arranging, on each reception range (15) of each stud (12), a set of balls (14) of which the total volume, before their melting to form the studs (12), is between 2/3 and 3/3 of the total volume of the right prism based on the reception range (15) of said stud (12) and for height the distance between the second face (8) of the support (4) and the motherboard (20) once the module (1) mounted on the motherboard. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant à disposer les plots (12) fusibles de renfort sur la périphérie de la deuxième face (8) du support (4) pour renforcer la tenue mécanique du support (4).  4. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a step of arranging the pads (12) reinforcing fuses on the periphery of the second face (8) of the support (4) to strengthen the mechanical strength of the support (4). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant à disposer les plots fusibles (12) de renfort dans des angles du support (4).  5. Method according to claim 4, characterized in that it comprises a step of arranging the fusible pads (12) of reinforcement in the corners of the support (4). 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant à disposer sur la deuxième face (8) du support (4) des billes (10) de soudure en surnombre par rapport aux reports électriques nécessaires au fonctionnement de chaque composant électronique (2, 7), pour renforcer la tenue mécanique du support (4).  6. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises a step of arranging on the second face (8) of the support (4) balls (10) solder in excess compared to reports electrical components necessary for the operation of each electronic component (2, 7), to enhance the mechanical strength of the support (4). 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant à définir chaque plage (15) d'accueil à l'intérieur d'une zone non vernie sur la deuxième face (8) du support (4) et dans laquelle on dispose les billes (14) aptes à former les plots (12) de renfort.  7. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a step of defining each range (15) home within an unvarnished area on the second side (8) of the support (4) and in which the balls (14) are arranged able to form the pads (12) of reinforcement. 8. Procédé de montage d'un module (1) électronique comportant en surface au moins un composant (2) électronique sur uniquement une première face (3) d'un support (4) de circuit imprimé et comportant sur une deuxième face (8) du support des billes (10, 14) de soudure aptes à former des reports électriques en matrice (9) et des plots fusibles (12) de renfort, lesdits plots (12) étant disposés par un procédé selon l'une des revendications 1 à 7, le module (1) étant monté sur une carte mère (20), caractérisé en ce qu'il comporte une étapes consistant à : - faire entrer en refusion lesdits plots (12) de renfort; - faire entrer en refusion les billes (10) de la matrice (9), lesdites billes (10) restant sous forme de billes individuelles, - plaquer et positionner le module (1) sur la carte mère (20), le plaquage étant obtenu par des forces de capillarité attractives au niveau desdits plots (12), et le positionnement à une distance nominale de la carte mère (20) étant obtenu par des forces de capillarité répulsives au niveau des billes (10) de la matrice (9).  8. A method of mounting an electronic module (1) having on the surface at least one electronic component (2) on only one first face (3) of a support (4) of printed circuit and having on a second face (8). ) of the support of the solder balls (10, 14) capable of forming electrical matrix bearings (9) and reinforcing fuse blocks (12), said pads (12) being arranged by a method according to one of claims 1 at 7, the module (1) being mounted on a motherboard (20), characterized in that it comprises a step consisting in: - remelting said reinforcing pads (12); - Reflow the balls (10) of the matrix (9), said balls (10) remaining in the form of individual balls, - plate and position the module (1) on the motherboard (20), the plating being obtained by attractive capillary forces at said pads (12), and the positioning at a nominal distance of the mother board (20) being obtained by repulsive capillary forces at the balls (10) of the matrix (9). 9. Carte mère (20) d'un dispositif électronique comportant au moins un module (1) électronique comportant en surface au moins un composant (2) électronique sur uniquement une première face (3) d'un support (4) de circuit imprimé et des billes (10) de soudage et des plots (12) de renfort, caractérisée en ce que le module (1) est monté sur la carte mère (20) selon la revendication 8.  9. Motherboard (20) of an electronic device comprising at least one electronic module (1) having on the surface at least one electronic component (2) on only one first face (3) of a support (4) of printed circuit and welding balls (10) and reinforcing pads (12), characterized in that the module (1) is mounted on the motherboard (20) according to claim 8. 10. Carte mère (20) selon la revendication 9, caractérisé en ce que les plots (12) comportent une forme hyperboloïde.  10. Motherboard (20) according to claim 9, characterized in that the pads (12) comprise a hyperboloid form.
FR0402078A 2004-03-01 2004-03-01 METHODS OF MANUFACTURING AND MOUNTING AN ELECTRONIC MODULE CAPABLE OF BEING MOUNTED ON A MOTHERBOARD, ASSOCIATED MOTHERBOARD Expired - Fee Related FR2867013B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0402078A FR2867013B1 (en) 2004-03-01 2004-03-01 METHODS OF MANUFACTURING AND MOUNTING AN ELECTRONIC MODULE CAPABLE OF BEING MOUNTED ON A MOTHERBOARD, ASSOCIATED MOTHERBOARD

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0402078A FR2867013B1 (en) 2004-03-01 2004-03-01 METHODS OF MANUFACTURING AND MOUNTING AN ELECTRONIC MODULE CAPABLE OF BEING MOUNTED ON A MOTHERBOARD, ASSOCIATED MOTHERBOARD

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2867013A1 true FR2867013A1 (en) 2005-09-02
FR2867013B1 FR2867013B1 (en) 2008-12-05

Family

ID=34834150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0402078A Expired - Fee Related FR2867013B1 (en) 2004-03-01 2004-03-01 METHODS OF MANUFACTURING AND MOUNTING AN ELECTRONIC MODULE CAPABLE OF BEING MOUNTED ON A MOTHERBOARD, ASSOCIATED MOTHERBOARD

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2867013B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5796169A (en) * 1996-11-19 1998-08-18 International Business Machines Corporation Structurally reinforced ball grid array semiconductor package and systems
JPH11233926A (en) * 1998-02-13 1999-08-27 Denso Corp Method for mounting electronic component
JP2001068594A (en) * 1999-06-22 2001-03-16 Mitsubishi Electric Corp Electronic circuit package, packaging board, and packaging body
US20020100955A1 (en) * 1999-02-22 2002-08-01 Scott G. Potter Method and apparatus for extending fatigue life of solder joints semiconductor device
US20030025201A1 (en) * 2001-07-13 2003-02-06 Hiroshi Harada Integrated circuit chip with little possibility of becoming damaged and structure for mounting the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5796169A (en) * 1996-11-19 1998-08-18 International Business Machines Corporation Structurally reinforced ball grid array semiconductor package and systems
JPH11233926A (en) * 1998-02-13 1999-08-27 Denso Corp Method for mounting electronic component
US20020100955A1 (en) * 1999-02-22 2002-08-01 Scott G. Potter Method and apparatus for extending fatigue life of solder joints semiconductor device
JP2001068594A (en) * 1999-06-22 2001-03-16 Mitsubishi Electric Corp Electronic circuit package, packaging board, and packaging body
US20030025201A1 (en) * 2001-07-13 2003-02-06 Hiroshi Harada Integrated circuit chip with little possibility of becoming damaged and structure for mounting the same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 13 30 November 1999 (1999-11-30) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 20 10 July 2001 (2001-07-10) *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2867013B1 (en) 2008-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10002835B2 (en) Structure for establishing interconnects in packages using thin interposers
US9443822B2 (en) Flip chip assembly and process with sintering material on metal bumps
US8531092B2 (en) Surface-mountable piezoelectric devices including eutectic-bonded packages
US7338891B2 (en) Semiconductor chip, mounting structure thereof, and methods for forming a semiconductor chip and printed circuit board for the mounting structure thereof
JP5881734B2 (en) Simultaneous wafer bonding and interconnect bonding
JP5421863B2 (en) Manufacturing method of semiconductor package
JPH11330126A (en) Solder structure part, electronic constituent component assembly and its manufacture
EP3089211B1 (en) Method for packaging an electronic circuit
JP2000236001A (en) Interconnecting structure of flip-chip semiconductor, interposer and its forming method, and assembling method of electronic module
EP0694965B1 (en) BGA package for integrated circuits and method for manufacturing
EP0735582B1 (en) Package for mounting an IC-chip
TWI582932B (en) Thin wafer handling and known good die test method
FR2867013A1 (en) Electronic module, e.g. electronic radiocommunication module, fabricating method e.g. for mobile telephone, involves forming fusible pads by placing set of solder balls on side of medium, where pads permit to flatten module on motherboard
CN115987241B (en) Filter packaging structure, preparation method and electronic product
EP2368262B1 (en) Method for the collective production of electronic modules for surface mounting
US20040067650A1 (en) Method for manufacturing a housing for a chip having a micromechanical structure
EP2684434B1 (en) Process for flip-chip connection of an electronic component
JP2004342802A (en) Printed board with bump electrode and manufacturing method thereof
EP3031775B1 (en) Method for producing an electrical connection in a blind via
EP0753990B1 (en) Connection device and process
WO2018002368A1 (en) Electronic device comprising an integrated bank of passive components
EP3477698B1 (en) Integrated circuit in qfn unit
JP2013131513A (en) Surface-mounted electronic device and mounting method of the same
JP2003037210A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
FR2789225A1 (en) Surface mountable integrated circuit, useful as a ball pin grid array surface mounted device for an electronic card, comprises low melting alloy balls soldered around ends of connection pins

Legal Events

Date Code Title Description
TP Transmission of property
TP Transmission of property
TP Transmission of property

Owner name: APPLE INC., US

Effective date: 20111229

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 13

ST Notification of lapse

Effective date: 20171130