FR2876539A1 - Procede de positionnement d'un composant electronique par rapport a plusieurs plots de connexions - Google Patents

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Abstract

Procédé de connexion de deux bornes (6, 7) d'un micro-composant (1) sur deux plots de connexion (2, 3) d'un circuit (10), comprenant :- une opération de repérage consistant à identifier la position relative d'un outil de découpe et d'une surface de connexion (4) ;- une opération de découpage consistant à former les deux plots de connexion (2, 3) en partageant la surface de connexion (4) selon une ligne de séparation (8) tracée par l'outil de découpe ;- une opération d'indexage consistant à repérer l'un par rapport à l'autre un premier référentiel spatial lié au micro-composant (1) et un second référentiel spatial lié à la ligne de séparation (8) ;- et une opération de placement, subséquente à l'opération d'indexage et consistant à placer les bornes (6, 7) du micro composant (1) repérées dans le premier référentiel, en regard des plots de connexion (2, 3) du circuit (10) repérés dans le second référentiel ;- le second référentiel du procédé étant lié à l'outil de découpe, l'opération d'indexage étant réalisée antérieurement à l'opération de découpage, et l'opération de placement exploitant des données spatiales combinées issues des opérations de repérage et d'indexage.

Description

PROCEDE DE POSITIONNEMENT D'UN COMPOSANT ELECTRONIQUE PAR RAPPORT A
PLUSIEURS PLOTS DE CONNEXIONS
La présente invention concerne, de façon générale un procédé d'assemblage d'un composant électronique sur des plots de connexions d'un circuit électrique.
Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de connexion de deux bornes d'un micro-composant sur deux plots de connexion correspondants d'un circuit, ce procédé comprenant: une opération de repérage consistant à identifier la position relative d'un outil de découpe et d'une surface de connexion initialement continue, une opération de découpage consistant à former les deux plots de connexion en partageant la surface de connexion en deux au moyen d'une ligne de séparation tracée par l'outil de découpe, une opération d'indexage consistant à repérer l'un par rapport à l'autre un premier référentiel spatial lié au micro-composant et un second référentiel spatial lié à la ligne de séparation, et une opération de placement, subséquente à l'opération d'indexage et consistant à placer, en vue de leur connexion mutuelle, les bornes du micro- composant repérées dans le premier référentiel, en regard des plots de connexion correspondants du circuit repérés dans le second référentiel.
Le domaine de la micro électronique et plus particulièrement celui des cartes à puces sans contacts, fait l'objet de nombreuses recherches pour miniaturiser les composants électroniques et les circuits électroniques.
Plus les circuits et composants électroniques sont miniaturisés et plus les procédés d'assemblage et de connexion doivent être précis.
Le positionnement et la connexion de puces électroniques ayant des dimensions de l'ordre de 0,3 millimètres complexifie fréquemment les procédés d'assemblage et en réduit la vitesse d'exécution tout en augmentant le coût.
C'est la raison pour laquelle de nombreux fabricants de circuits de microélectronique ont développé diverses solutions visant à augmenter la précision et la rapidité d'assemblage de composants sur des circuits électroniques.
Un procédé d'assemblage du type précédemment défini est bien connu de l'homme du métier.
Une première étape de ce procédé consiste à fabriquer un circuit électrique portant au moins deux plots de connexion destinés à permettre l'assemblage ultérieur d'un micro - composant. Le circuit électrique est supporté sur un substrat en matériau isolant électriquement tel qu'une matière polymère. Les plots de connexion sont formés par découpage d'une surface de connexion du circuit électrique, à l'aide d'un outil de découpe.
Pour des raisons de facilité de manipulation des substrats, plusieurs substrats du type précédemment défini sont reliés entre eux pour former des rouleaux. Ces rouleaux alimentent des machines d'assemblage de microcomposants électroniques. Le rouleau est dévidé progressivement.
Deux possibilités d'assemblage sont alors possibles: à la volée. Dans ce cas, le composant électronique est placé sur le substrat sans arrêter le défilement de ce dernier.
- pas à pas. A chaque pas d'avance, le substrat est immobilisé pour permettre le placement du composant électronique.
Le procédé de fabrication des plots d'un circuit électrique consiste successivement à : - positionner une surface de connexion électrique du circuit sur un montage; - approcher un outil de découpe de la surface de connexion; repérer la position relative de l'outil de découpe et de la surface de connexion initialement continue; - former les deux plots par découpage à l'aide de l'outil de découpe de la surface de connexion, selon une ligne de séparation tracée par l'outil de découpe.
Le circuit portant les plots de connexion pour recevoir le microcomposant électronique est alors déplacé vers une machine d'assemblage de micro-composants.
L'étape d'assemblage mentionnée précédemment comprend successivement.
une étape d'indexage consistant à repérer l'un par rapport à l'autre un premier référentiel spatial lié au micro-composant et un second référentiel spatial lié à la ligne de séparation, - une étape de placement, utilisant les données de repérage spatial collectées lors de l'étape d'indexage et consistant à positionner les bornes du micro-composant en regard des plots de connexion correspondants du circuit, en vue de leur connexion mutuelle.
La précision de positionnement des plots du micro-composant par rapport aux connexions correspondantes du circuit est limitée. En effet une première dispersion de positionnement est liée à la tolérance de l'étape d'indexage, qui consiste à situer spatialement la ligne de séparation des plots de connexion du circuit et à situer spatialement la position des bornes du micro-composant pour déterminer leurs positions relatives.
Une seconde dispersion de positionnement est liée à l'étape de placement qui consiste à positionner chaque borne du composant sur le plot de connexion correspondant.
Le cumul des dispersions de positionnement augmente la difficulté de réalisation de tels assemblages et limite les capacités de miniaturisation des ensembles micro-électroniques.
Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer un procédé de connexion de deux bornes d'un micro-composant sur deux plots de connexion correspondants d'un circuit permettant de faciliter le placement du micro-composant en augmentant la précision du placement.
A cette fin, le procédé de connexion selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisée en ce que le second référentiel est directement lié à l'outil de découpe lui-même, en ce que l'opération d'indexage est mise en oeuvre antérieurement à l'opération de découpage, et en ce que l'opération de placement exploite des données spatiales combinées issues de l'opération de repérage et de l'opération d'indexage.
Grâce au procédé selon l'invention, la dispersion de positionnement liée à l'étape d'indexage est réduite par rapport au procédé de l'art antérieur. En effet, le repérage de la ligne de séparation est effectué par le repérage direct de la position de l'outil découpe dans le second référentiel. De plus, le micro-composant situé dans le premier référentiel spatial est indexé par rapport au second référentiel avant que la découpe ne soit effectuée. Ainsi l'emplacement sur lequel sera placé le micro-composant est connu avant même que la découpe n'ait été effectuée, grâce à une opération d'indexage antérieure à l'opération de découpe.
La localisation de l'emplacement des plots du circuit permettant le placement des bornes de connexion du micro-composant est faite antérieurement à la découpe, par la position de l'outil de découpe qui trace la ligne de séparation.
Préférentiellement, l'étape de mise en position de la surface de connexion nécessaire pour réaliser l'opération de découpe est la même que l'étape de mise en position de la surface de connexion nécessaire pour le placement des bornes du micro-composant.
Ce procédé peut donc permettre de supprimer une étape de mise en position de la surface de connexion par rapport aux procédés de l'art antérieur.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le procédé, peut être réalisé en: - reliant mécaniquement l'outil de découpe à un bâti par un support d'outil mobile, apte à déplacer l'outil de découpe le long de la ligne de séparation et effectuer la découpe; - maintenant le micro-composant par un moyen de placement, apte à déplacer le micro composant entre une position d'attente, dans laquelle les bornes du micro-composant sont éloignées des plots de connexion correspondants du circuit et une position de placement, dans laquelle les bornes du micro-composant sont placées en regard de leurs plots de connexion correspondants en vue de leurs connexion mutuelle; et en reliant mécaniquement au bâti le moyen de placement et le circuit.
Ainsi, l'outil de découpe, par l'intermédiaire du support d'outil mobile, le micro-composant, par l'intermédiaire du moyen de placement et le circuit sont liés mécaniquement à un même bâti. Cette liaison mécanique, permet de réduire la dispersion de positionnement des bornes du microcomposant par rapport aux plots de connexion du circuit.
Par exemple, le support d'outil et le moyen de placement peuvent être reliés au bâti par l'intermédiaire d'un bras commun. Dans ce cas, le support d'outil et le moyen de placement forment un outil mobile compact permettant à la fois les fonctions de découpe et de placement.
Alternativement le support et le moyen de placement sont supportés et déplacés par des bras indépendants, reliés au bâti.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente une vue en perspective d'un circuit comportant une surface de connexion avant formation des plots de connexion; la figure 2 représente une vue en perspective d'un circuit après découpe des plots de connexion; la figure 3 représente une vue de côté du circuit après assemblage du micro-composant.
Comme annoncé précédemment, l'invention concerne un procédé de connexion de deux bornes d'un microcomposant.
Un circuit électrique 10 partiellement représenté est supporté sur un substrat 5 formé d'un matériau support isolant électriquement tel qu'une matière polymère. Ce circuit électrique 10 permet de relier entre eux plusieurs composants électroniques. Ce circuit électrique comporte une surface de connexion 4 destinée à être séparée en plots de connexion.
Le substrat 5 est généralement connecté à d'autres substrats identiques, l'ensemble se présentant sous la forme d'un rouleau.
Le substrat 5 est amené et mis en position par fixation temporaire sur un montage d'usinage, non représenté, afin de pouvoir procéder à l'assemblage d'au moins un composant électronique.
La ligne de séparation 8 représente la trajectoire suivie par l'outil de découpe et par extension, l'emplacement où doit être effectuée la découpe, pour la formation des plots de connexion.
L'axe de placement 9 représente la trajectoire suivie par un microcomposant lors de l'opération de placement. Cette trajectoire est réalisée par un moyen de placement portant temporairement le micro- composant, jusqu'à ce que celui ci soit effectivement connecté aux plots.
Ainsi, les moyens de découpe et de placement du micro-composant qui ne sont pas représentés sur cette figure pour des raisons de clarté définissent respectivement, lors de leur mise en mouvement, la ligne de séparation 8 et l'axe de placement 9.
La ligne de séparation 8 et l'axe de placement 9 sont donc indexés mécaniquement l'un par rapport à l'autre, ce qui réduit les erreurs de dispersion entre l'emplacement de la découpe et la position des bornes de connexion du micro-composant lors de l'opération de placement.
La figure 2 représente le circuit après découpe selon la ligne de séparation 8 de la surface de connexion, formant ainsi les premier et second plots de connexion du circuit 10.
La découpe peut être effectuée par des moyens de découpes conventionnels tels qu'une découpe laser ou une découpe par lame ou jet de fluide.
La surface de connexion qui est une plaque en matériau électriquement conducteur tel que du cuivre, est découpée sur toute son épaisseur, généralement de 30 à 40 microns.
La découpe permet ainsi de définir deux plots de connexion 2 et 3 électriquement isolés l'un de l'autre.
Puis, sans changer la mise la mise en position du circuit et des plots par rapport à l'étape de découpe, le micro-composant, qui était jusqu'alors distant des plots, est déplacé selon une trajectoire représentée par l'axe de placement 9, de manière à rapprocher les bornes de connexion 6 et 7 du micro-composant 1 des plots respectifs 2 et 3 du circuit 10.
Les première et seconde bornes de connexion 2 et 3 sont alors respectivement placées sur, ou placées à proximité immédiate, des premier et second plots de connexion 2 et 3.
Enfin les plots 2 et 3 sont connectés électriquement aux bornes 6 et 7.
Cette connexion peut être réalisée par des procédés conventionnels, par collage à l'aide d'une colle conductrice électriquement ou par soudage à l'endroit du contact entre un plot et la borne correspondante.
La colle et/ou l'élément de soudure peuvent être déposés avant ou après avoir effectué l'opération de placement.
Selon un mode de réalisation particulier, le procédé peut servir à assembler un micro-composant sur une antenne, l'antenne étant alors le circuit portant les plots.
Le micro-composant peut également être une puce électronique disposée sur un circuit pour former un micro module.
Un dispositif particulièrement adapté pour réaliser le procédé d'assemblage selon l'invention comporte généralement un bâti supportant un moyen d'acheminement du substrat portant les circuits. Ce bâti comporte un poste combinant les fonctions de mise en place et de fixation du circuit, de découpe de la surface de connexion, de placement du micro- composant et de connexion des bornes sur les plots.
Sur ce dispositif, l'outil de découpe est relié et mobile par rapport au bâti, selon l'axe de séparation 8.
Le micro-composant est acheminé par un moyen d'acheminement vers un moyen de placement, permettant sa préhension. Le moyen de placement déplace le micro composant entre une position d'attente, et une position de placement.
Pendant que le micro-composant est dans sa position d'attente, éloigné de la surface de connexion, l'outil de découpe réalise, suivant la ligne de séparation 8, la découpe de la surface de connexion 4 jusqu'à atteindre le substrat support 5. Puis l'outil de découpe est éloigné pour permettre le déplacement selon l'axe 9 du micro-composant, jusqu'à ce qu'il soit suffisamment proche pour être connecté.
Une fois connecté électriquement, le moyen de placement relâche les efforts de préhension qu'il exerce sur le micro-composant et s'éloigne de celui-ci. Le circuit est alors déplacé par rapport au bâti afin de libérer le poste d'assemblage et réaliser une nouvelle fois le procédé d'assemblage. 25

Claims (7)

REVENDICATIONS
1. Procédé de connexion de deux bornes (6, 7) d'un micro-composant (1) sur deux plots de connexion (2,3) correspondants d'un circuit (10), ce procédé comprenant.
une opération de repérage consistant à identifier la position relative d'un outil de découpe et d'une surface de connexion (4) initialement continue, une opération de découpage consistant à former les deux plots de connexion (2, 3) en partageant la surface de connexion (4) en deux au moyen d'une ligne de séparation (8) tracée par l'outil de découpe, une opération d'indexage consistant à repérer l'un par rapport à l'autre un premier référentiel spatial lié au micro-composant (1) et un second référentiel spatial lié à la ligne de séparation (8), et une opération de placement, subséquente à l'opération d'indexage et consistant à placer, en vue de leur connexion mutuelle, les bornes (6, 7) du micro-composant (1) repérées dans le premier référentiel, en regard des plots de connexion (2, 3) correspondants du circuit (10) repérés dans le second référentiel, caractérisé en ce que le second référentiel est directement lié à l'outil de découpe lui-même, en ce que l'opération d'indexage est mise en uvre antérieurement à l'opération de découpage, et en ce que l'opération de placement exploite des données spatiales combinées issues de l'opération de repérage et de l'opération d'indexage.
2. Procédé de connexion, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composant électronique (1) est une puce électronique.
3. Procédé de connexion, selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le circuit (10) est une antenne.
4. Procédé de connexion, selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la connexion des bornes (6, 7) du micro-composant (1) sur les plots de connexion (2, 3) correspondants est effectuée par collage à l'aide d'une colle électriquement conductrice.
5. Procédé de connexion, selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la connexion des bornes (6, 7) du micro-composant (1) sur les plots de connexion (2, 3) correspondants est effectuée par soudage.
6. Dispositif d'assemblage pour la mise en oeuvre du procédé de connexion, selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que: - l'outil de découpe est relié mécaniquement à un bâti par un support d'outil mobile, apte à déplacer l'outil de découpe le long de la ligne de séparation (8) et effectuer la découpe; le micro-composant (1) est maintenu par un moyen de placement, apte à déplacer le micro composant (1) entre une position d'attente, dans laquelle les bornes (6, 7) du micro- composant (1) sont éloignées des plots de connexion (2, 3) correspondants du circuit (10) et une position de placement, dans laquelle les bornes (6, 7) du microcomposant (1) sont placées en regard de leurs plots de connexion (2, 3) correspondants en vue de leur connexion mutuelle; -le moyen de placement et le circuit (10) sont également reliés mécaniquement au bâti.
7. Dispositif d'assemblage, selon la revendication 6, caractérisé en ce que le support d'outil et le moyen de placement possèdent un bras commun les reliant au bâti.
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