FR2986902A1 - Procede d'assemblage d'un dispositif portable d'analyse d'echantillon biologique - Google Patents

Procede d'assemblage d'un dispositif portable d'analyse d'echantillon biologique Download PDF

Info

Publication number
FR2986902A1
FR2986902A1 FR1251228A FR1251228A FR2986902A1 FR 2986902 A1 FR2986902 A1 FR 2986902A1 FR 1251228 A FR1251228 A FR 1251228A FR 1251228 A FR1251228 A FR 1251228A FR 2986902 A1 FR2986902 A1 FR 2986902A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
formwork
face
electronic component
support
encapsulation material
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.)
Withdrawn
Application number
FR1251228A
Other languages
English (en)
Inventor
Jacques Legeleux
Federico Belloni
Laure Sandeau
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.)
PIXINBIO
Original Assignee
PIXINBIO
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 PIXINBIO filed Critical PIXINBIO
Priority to FR1251228A priority Critical patent/FR2986902A1/fr
Publication of FR2986902A1 publication Critical patent/FR2986902A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/16Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations, e.g. centering rings
    • H01L23/18Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device
    • H01L23/24Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device solid or gel at the normal operating temperature of the device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3121Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3135Double encapsulation or coating and encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3157Partial encapsulation or coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3157Partial encapsulation or coating
    • H01L23/3185Partial encapsulation or coating the coating covering also the sidewalls of the semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491Disposition
    • H01L2224/4912Layout
    • H01L2224/49175Parallel arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85909Post-treatment of the connector or wire bonding area
    • H01L2224/8592Applying permanent coating, e.g. protective coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92Specific sequence of method steps
    • H01L2224/922Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
    • H01L2224/9222Sequential connecting processes
    • H01L2224/92242Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
    • H01L2224/92247Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • H01L2924/1815Shape

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé d'assemblage d'un module (10) pour dispositif d'analyse d'un échantillon biologique ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel dispositif dont le corps présente préférentiellement une forme et des dimensions similaires à celles d'une carte à puce normalisée. L'invention permet de maximiser l'aire demeurant exposée au monde extérieur de la face active (15t) d'un composant électronique (15) présent dans le module ou dispositif.

Description

Procédé d'assemblage d'un dispositif portable d'analyse d'échantillon biologique L'invention concerne un procédé d'assemblage d'un module pour dispositif d'analyse d'échantillons biologiques. Elle concerne également l'assemblage d'un tel dispositif portable et particulièrement économique.
L'invention concerne en outre le module et le dispositif obtenu par la mise en oeuvre de tels procédés d'assemblage. De nombreux domaines requièrent la détection de molécules ciblées au sein d'un milieu liquide. Par exemple, dans le domaine de la santé ou du diagnostic clinique, on cherche à diagnostiquer une infection bactérienne ou virale par la détection d'anticorps ou bio-marqueurs au sein d'un échantillon du sang d'un patient. Dans le domaine industriel, des mesures de paramètres physico-chimiques de fluides sont également régulièrement réalisées. De tels contrôles visent par exemple à détecter la présence éventuelle de contaminants ou de polluants sous la forme de micro- organismes ou de toxines dans un fluide. Quel que soit le domaine, de telles détections nécessitent généralement un équipement conséquent pour d'une part prélever un échantillon puis réaliser une analyse dudit échantillon et délivrer des informations pertinentes pour réaliser in fine un diagnostic et prendre les décisions adaptées. L'analyse est ainsi généralement réalisée dans des laboratoires spécialisés et non directement sur le site concerné. Cette situation pénalise grandement la réactivité des commanditaires et la célérité de leurs décisions et actions découlant d'un diagnostic. Des recherches ont été conduites pour répondre à cet inconvénient. Plus précisément, certaines ont porté sur la faisabilité de systèmes susceptibles de permettre un diagnostic en quasi temps réel, in situ : au chevet d'un patient, sur un site industriel de production, etc. Ces recherches ont permis l'élaboration de biocapteurs ou biopuces destiné(e)s à être embarqué(e)s dans un dispositif portable d'analyse d'échantillons biologiques. Une biopuce peut par exemple se présenter sous la forme d'un capteur optique miniaturisé de l'ordre de quelques millimètres carrés. Pixel par pixel, une telle biopuce quantifie la présence de bio-marqueurs, protéines, allergènes ou autres micro-organismes issus de prélèvement bruts voire préalablement purifiés. La biopuce coopère directement avec un système d'analyse ou de pré-diagnostic. Elle peut en variante être véhiculée par un support formant un dispositif portable et consommable d'analyse coopérant avec un système de pré-diagnostic dissocié. Les objectifs affichés par les recherches actuellement menées consistent clairement à accélérer l'élaboration d'un diagnostic médical ou industriel tout en maintenant une grande précision d'analyse ou de mesure au moyen d'un matériel portable et peu coûteux voire consommable. Pour parvenir à atteindre de tels objectifs, il est primordial d'avoir recours à des procédés de fabrication et d'industrialisation permettant la production d'une quantité conséquente de consommables véhiculant une biopuce. Avoir recours aux procédés de fabrication des cartes à puces comportant un corps et un composant électronique est ainsi apparu pertinent.
Il existe en effet de nombreuses machines et systèmes de production très éprouvés et compétitifs aptes à produire des cartes à puce en très grandes quantités. En outre, une telle exploitation permet de s'appuyer sur un format de corps et de connectique standardisé, susceptible de faciliter toute coopération entre un consommable comportant une biopuce ainsi fabriqué et un terminal collectant les mesures délivrées par cette dernière. Transposer de tels procédés de fabrication pour assembler des dispositifs d'analyse d'échantillons biologiques par biopuces soulève toutefois de nombreuses difficultés. Tout d'abord, il est nécessaire de pouvoir laisser la face active d'un composant (biopuce) exposée au monde extérieur (c'est à dire à l'échantillon biologique). Dans le cadre d'applications bancaires, sécuritaires ou de télécommunications exploitant une carte à puce conventionnelle, on recherche bien au contraire à isoler le composant électronique du monde extérieur. Il est en effet indispensable de prévenir toute attaque malveillante susceptible de mettre à mal la sécurité du produit. Par ailleurs, dans les applications d'une carte à puce conventionnelle, il n'est pas requis de prévoir une cavité coopérant avec un composant électronique pour contenir un fluide. Compte tenu de la faible épaisseur du corps de carte requise par les normes en vigueur, la réalisation d'une telle cavité se révélerait être une difficulté supplémentaire à surmonter pour produire une « carte à biopuce ». Pour les raisons évoquées précédemment, certains ont opté pour des procédés de fabrication dédiés ou propriétaires tels que ceux décrits par exemple dans le document FR 2 881 363. Ce document enseigne en outre qu'il n'est pas pertinent d'utiliser des composants électroniques communs de type CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor, selon une terminologie anglo-saxonne) présentant des plots de connexion de reprise de contacts électriques en périphérie de la matrice de pixels sur la face active d'une biopuce. Selon ce document, la présence desdits plots n'est pas compatible avec le procédé d'assemblage préconisé. Une telle présence soulèverait des risques de courts circuits, de pertes d'étanchéité et engendrerait des surépaisseurs rédhibitoires perturbant notamment la circulation d'écoulements fluidiques nécessaires à la réalisation d'un dispositif d'analyse d'échantillon 5 biologique. Cet enseignement préconise donc une configuration spécifique de la biopuce : les plots sont positionnés sur la face inactive de ladite biopuce. Une telle approche va à l'encontre des objectifs recherchés notamment d'un gain économique qui suppose la mise en 10 oeuvre de moyens et de procédés communément utilisés. Bien qu'éloignés de l'application du diagnostic biologique, le document US 2009/0127690 divulgue des travaux menés pour intégrer sur un support un composant 15 électronique présentant une face active demeurant partiellement exposée au monde extérieur et comportant capteurs et plots de connexion électriques. La configuration et la nature optique de ce type de composant sont proches de celle des capteurs CMOS 20 communs et exploitables pour la réalisation de dispositifs d'analyse biologique. Selon ce document, un capteur sous la forme d'un composant électronique coopère avec des moyens optoélectroniques (photodiode, lasers, etc.). Il est donc nécessaire de prévoir une 25 cavité pour qu'une partie de la face active du composant demeure exposée au monde extérieur. Certains modes de réalisation décrits à titre d'exemple par le document US 2009/0127690 sont résumés respectivement par les figures la, lb et lc. La figure la décrit ainsi 30 un support diélectrique 11 comportant des lignes conductrices 12 (à base de cuivre par exemple) sur une surface que nous nommerons « face supérieure ». Un composant électronique ou microcontrôleur 15 est monté sur ledit support par l'intermédiaire d'un adhésif 14. 35 Un élément conducteur généralement quadrangulaire ou sensiblement de la forme du composant électronique s'intercale entre la face supérieure du support 11 et l'adhésif 14. Le composant électronique 15 est monté sur le support 11, face « inactive » 15b - opposée à la active 15t - contre l'adhésif 14. L'adhésif 14 recouvre ainsi tout ou partie de la face inactive 15b du composant 15. Selon ce mode de réalisation, les plots 15p sont connectés respectivement à des lignes conductrices 12 au moyen de fils conducteurs 16 à base d'or, par exemple. Pour protéger cette connexion et maintenir le fonctionnement de l'ensemble, un matériau d'encapsulation 17r, par exemple une résine isolante, est déposé pour enrober partiellement la face active 15t du composant 15, intégralement les fils 16 et partiellement les lignes conductrices 12. Selon que les plots 15p se situent le long d'un côté de la face active du composant ou le long d'une pluralité de côtés (comme le suggère la figure la), un ensemble de gouttes de matériau d'encapsulation 17 voire un bourrelet ou encore un anneau dudit matériau sont déposés. Après durcissement du matériau d'encapsulation (par exemple par polymérisation), la connexion du composant sur son support est protégée. Cette technique présente des inconvénients selon le document US 2009/0127690. Il est mentionné que la dépose du matériau d'encapsulation 17r est très difficile à maîtriser. Ledit matériau a tendance en effet à se répandre de la périphérie de la face active 15t du composant 15 vers le centre de celle-ci. L'aire de la face active demeurant exposée au monde extérieur est donc difficilement maîtrisable, peu reproductible et réduite. Cette aire est caractérisée par la distance dl qui représente un diamètre interne d'un anneau de matériau d'encapsulation ou encore le diamètre de l'aire de la face active demeurant exposée au monde extérieur (si l'on suppose que celle-ci a sensiblement la forme d'un disque ou d'un quadrilatère aux angles arrondis). Si l'on cherche à appliquer cette technique dans le cadre d'une application de diagnostic biologique, nombreux seraient les pixels inopérants car recouverts par le matériau d'encapsulation 17r. Un deuxième mode de réalisation connu est décrit en 5 liaison avec la figure lb. Selon le document US 2009/0127690, ce mode de réalisation présente quelques avancées mais soulève également des inconvénients majeurs. Comme pour le mode de réalisation précédent, on retrouve un support 10 diélectrique 11 comportant des lignes conductrices 12 sur une face supérieure dudit support. Un composant électronique 15 est monté sur ledit support au moyen d'un adhésif 14. La face active 15t du composant 15 demeure exposée au mode extérieur car la face opposée 15 15b du composant (que nous nommerons « face inactive ») coopère avec l'adhésif 14. La face active 15t comporte des plots métalliques périphériques. Ces derniers sont connectés respectivement à des lignes conductrices 12 par un fil conducteur 16. La protection de la connexion 20 est également réalisée par l'application d'un matériau d'encapsulation 17r recouvrant ou enrobant partiellement la face active 15t du composant, les plots de connexion et les lignes conductrices 12. Afin de limiter le phénomène d'expansion du matériau 25 d'encapsulation 17r de la périphérie vers le centre de la face active, l'écoulement dudit matériau est stoppé par un coffrage 18 préalablement réalisé sous la forme d'un anneau encerclant le centre de la face active du composant. De cette manière, l'aire (caractérisée par 30 le diamètre d2) de la face active demeurant exposée au monde extérieur est plus étendue que lors de la mise en oeuvre du procédé précédemment décrit en liaison avec la figure la. Toutefois, le document US 2009/0127690 souligne que le recours à un coffrage sur la face 35 active du composant est à proscrire. Ledit document enseigne que le coffrage réduit l'aire de ladite surface active exposée car celui-ci - semble-t-il métallique ou plastique - doit nécessairement avoir un diamètre externe suffisamment petit pour ne pas empiéter sur les plots de connexion du composant au risque d'écraser les fils conducteurs. Le document enseigne en outre que ce coffrage nécessite des étapes supplémentaires durant l'assemblage du module pour appliquer notamment un adhésif sur la face active du composant pour assurer le maintien du coffrage sur cette dernière. Le document mentionne en outre que l'application dudit adhésif est susceptible de dégrader les caractéristiques fonctionnelles de l'assemblage. Pour maximiser l'aire de la face active exposée au monde extérieur, le document US 2009/0127690 préconise un mode de réalisation illustré par la figure lc. On retrouve ainsi un support diélectrique 11 comportant sur une face supérieure des lignes conductrices 12. Sur cette même face est déposé un composant électronique 15 dont la face inactive 15b est appliquée contre le support 11 au moyen d'un adhésif 14. La face active 15t du composant 15 comporte des plots de connexion électrique 15p disposés sur une région périphérique de ladite face active. Ces plots sont connectés respectivement aux lignes conductrices 12 par un fil conducteur 16. La technique préconisée consiste à appliquer (par sérigraphie) un coffrage 13 sous la forme d'un anneau de faible hauteur hl dont le diamètre interne est suffisamment grand pour embrasser le composant 15, les fils 16 et partiellement les lignes conductrices 12 notamment où se situe le siège de la jonction desdites lignes conductrices aux fils conducteurs 16. La protection de la connexion du composant 15 auxdites lignes conductrices 12 est réalisée par la pose d'un matériau d'encapsulation 17r durcissant par polymérisation. Selon ce mode de réalisation, il semble par expérimentation, qu'il suffise de prévoir une quantité de matériau d'encapsulation suffisamment grande (symbolisée par la hauteur h2) au regard de hl (de l'ordre d'un facteur dix au minimum) pour que - sans qu'une explication théorique vienne étayer ladite expérience - le phénomène d'écoulement du matériau 17r de la périphérie de ladite face active 15t vers le centre de celle-ci soit contraint : ce phénomène serait éventuellement lié à la tension de surface du matériau 17r déposé sur la face active 15t. Selon cet enseignement, le diamètre d3 de l'aire de la face active 15t demeurant exposée au monde extérieur est plus grand que les diamètres dl ou d2 obtenus par la mise en oeuvre des procédés de fabrication précédemment décrits en liaison avec les figures la et lb. Ce gain vient toutefois au détriment de la hauteur ou épaisseur de l'ensemble. Cette dernière devient notamment incompatible avec la hauteur imposée par les normes régissant les procédés de fabrication de cartes à puce requérant une épaisseur de carte de l'ordre de 0,76 millimètres. L'invention permet de répondre aux inconvénients soulevés par les solutions connues. L'invention procure de nombreux avantages, parmi 25 lesquels nous pouvons mentionner : l'utilisation de procédés de fabrication et d'assemblage éprouvés et exploités pour fabriquer des produits en grandes quantités ; l'intégration et l'assemblage d'éléments non 30 dédiés ou spécifiques au profit d'éléments communément exploités ; la réalisation de modules ou de dispositifs d'analyse d'échantillons biologiques peu coûteux voire consommables ; 35 la facilitation de la coopération entre des terminaux et des dispositifs d'analyse d'un échantillon biologique conformes à l'invention au moyen d'une interface normalisée. A cette fin, l'invention prévoit notamment un 5 procédé d'assemblage d'un module pour dispositif d'analyse d'un échantillon biologique. Un tel procédé comporte : - une étape pour prévoir un support diélectrique plan comportant sur une face au 10 moins une ligne conductrice destinée à être connectée à un plot de connexion d'un composant électronique ; - une étape pour appliquer une première face d'un composant électronique, dite face 15 inactive dudit composant, sur une face du support, dite face supérieure dudit support, par l'intermédiaire d'un adhésif, ledit composant électronique comportant une seconde face, dite face active, opposée à la 20 précédente, ladite face active comportant une première région annulaire et périphérique pour contenir au moins un plot de connexion et une région principale et centrale ; 25 - une étape pour connecter ledit au moins un plot de connexion du composant à la au moins une ligne conductrice au moyen d'un fil conducteur ; - une étape pour appliquer un premier coffrage 30 annulaire, dit coffrage extérieur, sur la face supérieure du support diélectrique, ledit coffrage extérieur encerclant l'espace prévu pour accueillir le composant électronique et coopérant avec la face 35 supérieure du support pour former une cavité délimitée par la paroi interne dudit coffrage extérieur ; une étape pour enrober tout fil conducteur reliant tout plot de connexion à toute ligne conductrice par un matériau d'encapsulation consistant à déposer ledit matériau dans la cavité délimitée par la paroi interne du coffrage extérieur. Pour pouvoir produire un module très économique et éventuellement compatible avec des processus d'assemblage ou d'encartage connus, un procédé d'assemblage de module selon l'invention est caractérisé en ce que : le coffrage extérieur appliqué présente une paroi interne dont la hauteur est supérieure à la hauteur maximale de l'ensemble constitué par le au moins un fil conducteur après sa connexion au composant électronique ; l'étape pour enrober consiste en : a. une étape pour déposer une première quantité de matériau d'encapsulation pour combler l'espace libre au sein de la cavité constituée par la paroi interne du coffrage extérieur et la paroi latérale du composant électronique ; b. une étape pour durcir ladite première quantité de matériau d'encapsulation ; c. une étape pour appliquer un second coffrage annulaire, dit coffrage intérieur, sur la face active du composant, ledit second coffrage présentant un diamètre interne inférieur au diamètre de la région principale et centrale de la face active du composant et une paroi externe d'une hauteur telle que la hauteur de l'assemblage constitué par l'adhésif, le composant et le coffrage intérieur soit sensiblement égale voire supérieure à celle de la paroi interne du coffrage extérieur ; d. une étape pour déposer une seconde quantité de matériau d'encapsulation pour combler la cavité constituée par la paroi interne du coffrage extérieur et la paroi externe du coffrage intérieur. Pour manipuler voire usiner un tel module ainsi assemblé, l'invention prévoit que le procédé puisse comporter une étape pour durcir la seconde quantité de matériau d'encapsulation déposée.
Pour pouvoir faciliter l'intégration du module au sein du corps d'un dispositif, le procédé peut comporter une étape pour usiner les coffrages intérieur et extérieur ainsi que le matériau d'encapsulation pour satisfaire à des contraintes d'assemblage.
Selon prévoit annulaire première viscosité un mode de réalisation préféré, l'invention que l'étape pour appliquer le coffrage extérieur puisse consister à déposer une résine thermique polymérisable de forte de sorte que son écoulement latéral sur la surface supérieure du support soit faible. Dans ce cas, le procédé peut comporter une étape pour durcir par cuisson ladite résine de forte viscosité préalable à l'étape pour appliquer le matériau d'encapsulation. De la même manière, pour assurer de bonnes 30 protection et étanchéité, l'invention prévoit qu'une étape pour déposer le matériau d'encapsulation puisse avantageusement consister à déposer une résine polymérisable de faible viscosité. Au même titre que le coffrage extérieur, l'étape 35 pour appliquer le coffrage annulaire intérieur peut consister à déposer une seconde résine de forte viscosité polymérisable de sorte que son écoulement latéral sur la surface active du composant électronique soit faible. Le procédé peut comporter dans ce cas une étape pour durcir par polymérisation la seconde résine de forte viscosité préalable à l'étape pour appliquer la seconde quantité de matériau d'encapsulation. Pour assembler un module « monoface », l'étape pour prévoir un support peut consister à choisir un support diélectrique plan comportant la au moins une ligne 10 conductrice sur la face supérieure dudit support. Pour pouvoir constituer un module « biface » comportant une interface de communication à contacts électriques et ainsi coopérer avec un terminal, l'étape pour prévoir un support peut consister à choisir un 15 support diélectrique plan comportant sur la face opposée à la face supérieure, ladite au moins une ligne conductrice. L'étape pour connecter ledit au moins un plot de connexion du composant à la au moins une ligne conductrice au moyen d'un fil conducteur est alors 20 réalisée au moyen d'un via traversant. En variante, l'étape pour prévoir un support peut consister à choisir un support diélectrique plan comportant sur la face supérieure la au moins une ligne conductrice coopérant au moyen d'un via traversant avec au moins 25 une ligne ou plage conductrice disposée sur la face opposée à la face supérieure du support. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux permettant notamment de pouvoir disposer une pluralité de modules sur un même support, l'étape pour 30 prévoir un support diélectrique plan peut consister à utiliser l'âme diélectrique d'un film. Pour faciliter l'intégration d'un module au sein du corps d'un dispositif, un procédé selon l'invention peut comporter une étape pour découper ledit module 35 ainsi assemblé pour satisfaire à des contraintes de dimensions et de forme de l'assemblage.
L'invention prévoit en outre un procédé pour réaliser un dispositif d'analyse d'échantillons biologiques portable et économique. Selon l'invention, un tel procédé comporte : une étape pour prévoir un module assemblé selon un procédé d'assemblage conforme à l'invention ; une étape pour réaliser un corps plan présentant une cavité ou une fenêtre agencée pour accueillir ledit module ; une étape pour intégrer ledit module et en assurer le maintien dans ladite cavité ou ladite fenêtre. L'invention concerne en outre tout module, 15 dispositif ou film résultant de la mise en oeuvre de tout procédé d'assemblage selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit 20 et à l'examen des figures qui l'accompagnent parmi lesquelles : les figures la, lb et lc, déjà décrites, présentent respectivement trois modes de réalisation connus d'un assemblage intégrant un 25 composant électronique, face active partiellement exposée au mode extérieur, sur un support ; les figures 2a et 2b présentent successivement les différentes étapes d'un procédé 30 d'assemblage d'un module puis d'un dispositif d'analyse d'échantillons biologiques conforme à l'invention ; la figure 3 décrit la vue de dessus d'un film comportant une pluralité de modules pour 35 dispositifs d'analyse d'échantillons biologiques conformes à l'invention ; - les figures 3a et 3b décrivent respectivement une vue en coupe et une vue de dessus d'un module pour dispositif d'analyse d'échantillons biologiques conforme à l'invention ; - les figures 4a, 4b et 4c décrivent respectivement une vue de dessous, une vue latérale et une vue de dessus d'un dispositif d'analyse d'échantillons biologiques conforme à l'invention.
Les figures 2a et 2b présentent successivement les différentes étapes d'un procédé d'assemblage d'un module (étapes S1 à S6) puis d'un dispositif d'analyse d'échantillons biologiques (étape S7) conforme à l'invention. Un tel procédé est illustré au moyen d'une vue latérale en coupe du module ou du dispositif au cours de la mise en oeuvre dudit procédé. L'étape S1 décrite en liaison avec la figure 2a consiste à prévoir un support diélectrique plan 11 comportant une première face dite « face supérieure ». Sur cette face supérieure, sont positionnées une ou plusieurs lignes conductrices 12t (par exemple à base de cuivre) voire un élément conducteur généralement quadrangulaire ou sensiblement de la forme d'un composant électronique que l'on souhaite positionner sur ledit élément. Un tel support est proche de celui utilisé dans l'art antérieur décrit en lien avec l'une quelconque des figures la, lb ou lc. Selon un mode de réalisation préféré, l'invention prévoit que le support 11 puisse en variante comporter une ou plusieurs lignes ou plages conductrices 12b sur la face opposée à la face supérieure en lieu et place des lignes 12t. L'invention prévoit une seconde variante, selon laquelle la face supérieure du support 11 comporte au moins une ligne conductrice 12t coopérant avec au moins une ligne ou plage conductrice 12b disposée sur la face opposée à la face supérieure du support 11 au moyen d'un via traversant 11v. A titre d'exemple et comme le suggère la figure 2a, un ou plusieurs via(s) 11v traversant le support peuvent 5 assurer cette coopération ou connexion. Ces deux variantes de configurations permettent de prévoir in fine un module biface : une face pour recueillir un fluide à analyser et une autre face pour coopérer avec un connecteur ou une interface de communication d'un 10 terminal externe. De manière préférée, l'étape S1 consiste en outre à appliquer sur la face supérieure du support diélectrique 11 un premier coffrage annulaire 13 que nous nommerons « coffrage extérieur ». Ce coffrage 15 extérieur est agencé pour constituer une cavité lorsqu'il coopère avec la face supérieure du support 11. Cette cavité encercle un espace suffisant pour accueillir un composant électronique 15 positionné sur la surface supérieure du support 11 ainsi que tout 20 futur fil conducteur reliant tout plot de connexion à toute ligne conductrice. Cette cavité est délimitée par la paroi interne dudit coffrage extérieur 13 d'une hauteur h13. Ce coffrage peut être réalisé à l'aide de différents matériaux : anneau de polymère voire une 25 résine polymérisable thermiquement ou par insolation. Selon un mode de réalisation préféré, l'invention prévoit d'utiliser une première résine thermique polymérisable de forte viscosité ou suffisamment thixotrope de sorte que son écoulement latéral sur la 30 surface supérieure du support soit faible lors de l'application de la résine sur le support 11. Un bourrelet de résine peut ainsi être déposé puis solidifié par cuisson (ou curing selon une terminologie anglo-saxonne). Selon la résine employée, il est 35 préférable de constituer ce coffrage extérieur préalablement à la pose du composant électronique sur le support 11. On prévient ainsi toute détérioration de celui-ci lors du durcissement de la résine. En variante, un tel coffrage extérieur pourrait très bien être réalisé après la pose dudit composant.
Selon le mode de réalisation décrit en liaison avec la figure 2a, une étape S2 d'un procédé d'assemblage conforme à l'invention consiste à appliquer sur la surface supérieure du support 11 - après durcissement 10 éventuel du coffrage extérieur 13 - un composant électronique 15 sous la forme d'une biopuce non dédiée par exemple de type CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor, selon une terminologie anglo-saxonne). Un tel composant comporte une première face dite 15 « face inactive » 15b opposée à une seconde face 15t que nous nommerons « face active ». Une telle face active comporte préférentiellement deux régions : - une région principale et centrale 20 constituant un capteur par exemple sous la forme d'une matrice de pixels prévue pour être en contact avec un échantillon biologique ; - une région annulaire et périphérique 25 ceinturant la précédente région. La région périphérique comporte un ou plusieurs plots de connexion de reprise de contacts électriques 15p. Lesdits plots 15p sont donc généralement positionnés en périphérie de la matrice de pixels sur 30 la face active de la biopuce, le long d'un bord ou sur le pourtour de la face active 15t. L'étape S2 consiste à positionner au sein de la cavité matérialisée par le coffrage extérieur 13, le composant 15, face active 15b contre la face supérieure 35 du support 11. Un adhésif mince intercalaire 14 permet d'assurer le maintien du composant 15 sur le support 11. Selon une variante décrite en liaison avec la figure 2a, ledit adhésif 14 peut être appliqué sur un élément conducteur quadrangulaire et sensiblement de la forme du composant électronique coopérant avec ledit support 11. L'assemblage « biopuce 15 et adhésif 14 » présente une épaisseur h15 très inférieure (de l'ordre de deux fois plus faible) à la hauteur h13 de la paroi interne du coffrage extérieur 13. Pour connecter un plot 15p à l'une des lignes conductrices 12t ou 12b, l'étape S3 décrit l'ajout d'un ou plusieurs fils conducteurs 16 (à base d'or par exemple) par la mise en oeuvre d'une technologie préférée connue sous le vocable anglo-saxon de « ball bonding ». Après sa connexion d'une part à un plot 15p et d'autre part à une ligne conductrice 12t ou 12b, un tel fil conducteur 16 présente un rayon de courbure. Comme l'indique la figure 2a, La hauteur maximale h16 de l'ensemble constitué par ledit au moins un fil conducteur 16 après sa connexion au composant électronique 15 est supérieure à l'épaisseur h15 du composant augmentée de celle de l'adhésif 14. Une telle hauteur h16 demeure toutefois inférieure à la hauteur h13 de la paroi interne du coffrage extérieur 13. Pour protéger la connexion électrique du composant 15, le procédé comporte une étape pour enrober tout fil conducteur 16 connecté à tout plot 15p et à toute ligne conductrice 12t ou 12b. Cette étape d'enrobage se distingue de celle mise en oeuvre par les procédés connus en ce qu'elle comporte deux phases. La première phase consiste à déposer S4 une première quantité de matériau d'encapsulation 17a pour combler l'espace libre au sein de la cavité constituée par la paroi interne du coffrage extérieur et la paroi latérale du composant électronique 15. Selon un mode de réalisation préféré, le matériau d'encapsulation 17a est une résine époxy à faible coefficient de dilatation polymérisable de faible viscosité. Cette dernière est nettement plus faible que la viscosité de la résine éventuellement utilisée pour réaliser le coffrage extérieur 13. Ce choix permet de s'assurer que l'intégralité des interstices présents dans la cavité soit comblée. Cette technique procure une excellente protection de la connexion et une excellente étanchéité lors de la future exposition de la face active 15t à un échantillon biologique. Le matériau 17a ainsi déposé présente une hauteur sensiblement égale à h15. Nous pouvons constater qu'à ce stade, l'enrobage n'est que partiel : une partie des fils 16 ainsi que les plots 15p ne sont pas encore recouverts. La seconde phase d'enrobage est illustrée principalement par les étapes S5 et S6 du procédé illustrées en liaison avec la figure 2b. La première quantité 17a de matériau d'encapsulation est tout d'abord durcie. Cette étape peut être réalisée par cuisson (température modérée de l'ordre de 110°c à 180°c) ou par insolation par ultraviolets. Cette étape permet d'obtenir une surface sensiblement plane conjointement par la surface du matériau 17a solidifié et par la face active du composant. En offrant une surface sensiblement plane, une résine polymérisable de forte viscosité ou suffisamment thixotrope peut être avantageusement déposée principalement sur la face active du composant voire en partie sur le matériau 17a pour constituer un second coffrage annulaire 18 que nous nommerons par la suite « coffrage intérieur ». 30 L'étape S5 consiste ainsi à appliquer ce second coffrage annulaire intérieur 18. Ce coffrage est essentiellement appliqué sur la région annulaire périphérique de la face active 15t du composant quand ledit coffrage intérieur 18 est avantageusement 35 constitué par une résine. Le matériau d'encapsulation 17a ayant été préalablement durci, le coffrage intérieur 18 peut en outre prendre appui sur ledit matériau d'encapsulation 17a. Ce coffrage intérieur présente un diamètre interne d légèrement inférieur à au diamètre de la région principale et centrale de la face active du composant 15. L'utilisation d'une résine permet de ne pas altérer une éventuelle connexion avec un fil conducteur 16. Selon une variante, un coffrage intérieur 18 mécanique, préférentiellement plastique ou polymère, pourrait être déposé en lieu et place de la résine. Le diamètre externe de celui-ci devrait toutefois être réduit pour ne pas altérer les connexions filaires par écrasement. Ledit coffrage intérieur 18 présente une paroi externe dont la hauteur est telle que la hauteur de l'assemblage constitué par l'adhésif 14, le composant 15 et le coffrage intérieur 18 soit sensiblement égale voire supérieure à la hauteur h13 de la paroi interne du coffrage extérieur. A l'issue de l'étape S5, la résine formant le coffrage annulaire intérieur 18 est durcie (cuisson, insolation). La seconde phase de l'étape d'enrobage consiste - étape S6 - à déposer une seconde quantité 17b de matériau d'encapsulation pour combler la cavité constituée par la paroi interne du coffrage extérieur 13 et la paroi externe du coffrage intérieur 18.
L'étape S6 intègre en outre le durcissement de la seconde quantité 17b de matériau d'encapsulation. A l'issue de l'étape S6, la connexion du composant 15 à au moins une ligne conductrice 12t ou 12b est parfaitement protégée par l'enrobage réalisé à l'aide des coffrages extérieur 13 et intérieur 18 et du matériau d'encapsulation 17 déposé en deux temps et en deux quantités 17a et 17b. La paroi interne du coffrage intérieur permet de constituer en outre une cavité de diamètre d à la surface de la face active 15t du composant 15. Ce coffrage intérieur 18, pouvant ne recouvrir que la région annulaire périphérique de la face active 15t dévolue à la connectique, maximise l'aire de ladite face active 15t demeurant exposée au monde extérieur et donc à l'échantillon biologique. En outre, l'étanchéité est optimale : ledit échantillon étant parfaitement isolé des plots de connexion et des fils conducteurs 16. Contrairement aux enseignements antérieurs, l'optimisation de l'aire exposée de la face active du composant ne s'obtient pas au détriment de la hauteur totale de l'assemblage. Celui-ci demeure parfaitement compatible avec des contraintes d'épaisseur requises par exemple pour une carte à puce. A ce titre, l'étape S6 peut comporter une étape éventuelle pour usiner les coffrages intérieur 18 et extérieur 13 ainsi que le matériau d'encapsulation 17b pour satisfaire auxdites contraintes d'assemblage (contrainte d'épaisseur notamment voire de dimensions ou de formes). Par ailleurs, un tel procédé d'assemblage conforme à l'invention peut comporter une étape pour déposer un 20 matériau de protection sur la face active 15t, au sein de la cavité matérialisée par la paroi interne du coffrage intérieur. Un tel matériau (film ou gel) permet de protéger la matrice de pixels ou plus généralement le capteur durant les phases de 25 manutention du module. Ce matériau sera simplement retiré ou dissout avant l'application d'un échantillon biologique à analyser. Les figures 2a et 2b permettent en outre de décrire 30 une variante de réalisation d'un procédé d'assemblage selon l'invention. Cette variante concerne principalement la réalisation du coffrage extérieur 13. Ainsi, les étapes S1 à S4 décrites par la figure 2a, montrent que le coffrage 13 peut être réalisé en 35 deux phases. La première phase consiste à déposer une première quantité 13a de résine à forte viscosité ou un premier anneau 13a dont la hauteur de la paroi interne est sensiblement égale à la hauteur h15 telle que précédemment définie : i.e. la hauteur de l'ensemble « composant 15 plus adhésif 14 ». Cette variante permet de faciliter l'application de la première quantité de matériau d'encapsulation 17a. Après solidification de ladite première quantité 17a, l'étape S5 décrite par la figure 2b, illustre qu'une seconde quantité 13b de résine à forte viscosité (ou un second anneau 13b) est déposée sur 13a pour finaliser la constitution du coffrage extérieur 13 préalablement à l'application de la seconde quantité de matériau d'encapsulation 17b décrite en liaison avec l'étape S6 de la figure 2b.
Sans perte de généralité, l'invention prévoit qu'une résine de forte viscosité employée pour réaliser un coffrage intérieur 18 ou extérieur 13 peut être avantageusement caractérisée par une viscosité de l'ordre de 40 à 1300 Pa.s. La viscosité d'une résine utilisée pour constituer le matériau de remplissage 17, 17a ou 17b est de préférence de l'ordre de quelques Pa.s à quelques dizaines de Pa.s. Ainsi, on peut par exemple exploiter un couple de résines UV - formulées à base d'époxy - dont la polymérisation est réalisée sous éclairage ultraviolets (320-400 nm) : une résine dite de forte viscosité (180 Pa.$), thixotrope (indice de thixotropie de 5) et une résine d'encapsulation de faible viscosité (4,8 Pa.$). On pourrait tout aussi bien exploiter en variante un couple de résines polymérisables à chaud présentant respectivement une forte et une faible viscosités sensiblement du même ordre que celles des résines UV précédentes et dont le durcissement s'obtient par cuisson durant quelques dizaines de minutes à une température proche de 110°c.
Les étapes S1 à S6 décrites par les figures 2a et 2b ont permis d'assembler un module pour dispositif d'analyse d'échantillon, tel que le module 10 décrit dans sa configuration finale par la figure 3a selon un mode de réalisation préféré pour lequel : - le coffrage extérieur 13 a été réalisé en une seule phase ; - le support 11 comporte des plages de connexion 12b sur sa face inférieure pour constituer un module biface apte à coopérer avec un terminal selon un protocole et un bornier connus dans le monde des cartes à puce. Toutefois, l'invention ne saurait être limitée à ce mode de réalisation préféré. En effet, un module conforme à l'invention pourrait ne pas présenter de telles plages 12b sur la face inférieure du support 11. A titre d'exemple, les lignes conductrices pourraient être prévues pour coopérer avec une antenne ou un autre microcontrôleur présents in fine sur le ou au sein du dispositif final. Quel que soit le choix retenu, la figure 3b décrit une vue de dessus d'un module 10 assemblé conformément à l'invention. Nous pouvons constater que l'aire de la région centrale de la face active 15t du composant 15 demeurant exposée au mode extérieur est particulièrement maximisée. Les plots 15p et les fils conducteurs 16 sont représentés en pointillés car ils sont recouverts intégralement par le coffrage intérieur 18 et le matériau d'encapsulation 17 dont la seconde quantité déposée 17b affleure. Grâce à l'invention, seule la région annulaire périphérique du composant 15 dédiée à la connexion électrique du composant aux lignes 12t ou 12b est recouverte par le coffrage intérieur 18 contrairement à l'art antérieur. Suivant l'exemple décrit en liaison avec la figure 3b, les plots de connexions 15p du composant 15 ne sont présents que sur deux côtés opposés au sein de ladite région périphérique de la face active 15t. Toute autre disposition des plots 15p pourrait être envisagée. La configuration annulaire du coffrage intérieur permet de constituer une cavité destinée à accueillir un échantillon fluide tout en assurant une parfaite étanchéité. La figure 2b permet en outre de décrire un procédé d'assemblage d'un dispositif d'analyse intégrant un module assemblé selon un procédé conforme à l'invention (étapes S1 à S6 - figures 2a et 2b). Un tel procédé consiste à prévoir une étape pour réaliser un corps plan 21, par exemple à base de PVC (polychlorure de vinyle), ABS (acrylonitrile butadiène styrène) ou PET (polyéthylène téréphtalate), présentant une cavité ou une fenêtre agencée pour accueillir un module assemblé selon l'invention. Selon un mode de réalisation préféré, le module est biface tel que le module 10 décrit en liaison avec la figure 3a. Le procédé comporte dès lors une étape pour intégrer ledit module et en assurer le maintien dans la fenêtre. Une telle étape est illustrée par l'étape S7 de la figure 2b : une fenêtre double (ou présentant des ouvertures supérieure et inférieure éventuellement distinctes) est agencée dans un corps 21 pour accueillir le module. L'assemblage est unifié par collage ou par lamination à chaud ou à froid ou par toute autre technique connue pour assembler une carte à puce notamment. Dans le cadre d'un module « monoface », c'est à dire ne disposant pas de plages 12b sur la surface inférieure du support, une simple cavité usinée ou moulée au sein du corps 21 permet d'accueillir le module. Ce dernier peut être connecté à une antenne également noyée dans le corps 21 pour constituer un dispositif d'analyse d'échantillons biologiques communicant selon un protocole sans contact. Les figures 4a, 4b et 4c décrivent un dispositif d'analyse d'échantillons biologiques 20 assemblé selon l'invention. Ces figures illustrent un mode de réalisation préféré pour lequel un module 10 biface est intégré au sein d'une fenêtre usinée préalablement dans un corps plastique 21. La figure 4a est une vue de dessous et présente la face inférieure 20b d'un tel dispositif sous la forme d'une carte à biopuce. La face inférieure 10b du module apparaît : ce sont les plages conductrices 12b. Lesdites plages sont destinées à assurer la coopération avec un bornier d'un terminal. Les dimensions et la configuration desdites plages permettent préférentiellement de mettre en oeuvre un protocole de communication défini par la norme internationale OSI 7816 utilisé pour communiquer avec une carte à puce traditionnelle. La vue latérale en coupe d'un tel dispositif 20 est illustrée en liaison avec la figure 4b. Le module traversant biface 10 est intégré dans le corps 21. L'épaisseur ec de l'ensemble peut être parfaitement compatible avec l'épaisseur d'une carte à puce traditionnelle établie par la norme internationale OSI 7816-1 (soit de l'ordre de 0,76 millimètres). Enfin, la figure 4c présente la vue supérieure 20t du dispositif 20. On peut distinguer le module 10 dont seule la partie supérieure 10t émerge du corps 21. Il s'agit du coffrage intérieur 18 et de la région centrale de la face active 15t du composant 15.
La cavité constituée par la paroi interne du coffrage intérieur 18 cerclant ladite région centrale de la face active est prête à accueillir un échantillon biologique. Le procédé d'assemblage d'un dispositif 20 peut 35 ainsi permettre de réaliser une carte à biopuce dont les dimensions sont similaires à celles d'une carte à puce traditionnelle (par exemple, une longueur Lc de l'ordre de 85 millimètres, une largeur le de 54 millimètres pour une épaisseur de 0,76 millimètres). Un tel procédé peut être complété par une étape de 5 personnalisation graphique (logo, etc.) et/ou de personnalisation électrique pour initialiser la biopuce. Un vernis peut en outre être appliqué sur le corps de carte 21 pour protéger ladite personnalisation graphique. Un film protecteur retirable peut en outre 10 être appliqué sur la face supérieure 10t du module affleurant en complément ou en variante d'un gel ou d'un film éventuellement déposé en fin du procédé d'assemblage du module 10. 15 La figure 3 décrit un mode de réalisation bien connu dans le domaine de la carte à puce. Selon un mode de réalisation préféré, l'étape S1 d'un procédé d'assemblage d'un module pour dispositif d'analyse d'échantillon biologique conforme à l'invention peut 20 consister à prévoir un support 11 sous la forme d'un film plan 10f d'une largeur lf généralement égale à trente cinq millimètres. Un tel film 10f peut par exemple être de type G8. L'invention permet ainsi d'assembler une pluralité de modules (modules 10, 10') 25 respectivement assemblés selon l'invention et partageant un même support 11 sous la forme de l'âme diélectrique du film 10f. Un procédé d'assemblage d'un module conforme à l'invention peut comporter dès lors une étape pour découper l'assemblage correspondant à un 30 module pour satisfaire à des contraintes de dimensions et de forme dudit assemblage. Le film 10f décrit selon une vue de dessus par la figure 3 peut être conditionné puis être exploité comme tout autre film support comportant des modules pour des 35 cartes à puce.
L'invention ne saurait être limitée à la seule application d'analyse d'échantillons biologiques exploitant un capteur optique. Un module voire un film ou un dispositif résultant d'un procédé d'assemblage conforme à l'invention pourraient être exploités à d'autres fins. En outre, dimensions d'un dispositif la configuration et les conforme à l'invention ne sont pas obligatoirement celles requises par les normes régissant une carte à puce. Elles permettent toutefois 10 de faire appel avantageusement à des outils et à des procédés de personnalisation éprouvés afin d'optimiser les coûts de fabrication d'échantillons biologiques. protocoles de communication d'un dispositif d'analyse L'exploitation préférée de connus dans le domaine des 15 cartes à puces à contact ou sans contact facilite également la coopération du dispositif avec des terminaux non dédiés.

Claims (19)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé d'assemblage d'un module (10) pour dispositif d'analyse d'un échantillon biologique, ledit procédé comportant : - une étape pour prévoir un support diélectrique plan comportant sur une face au moins une ligne conductrice (12t, 12b) destinée à être connectée à un plot de connexion (15p) d'un composant électronique (15) ; - une étape (S2) pour appliquer une première face d'un composant électronique (15), dite face inactive (15b) dudit composant, sur une face du support (11), dite face supérieure dudit support, par l'intermédiaire d'un adhésif (14), ledit composant électronique comportant une seconde face (15t), dite face active, opposée à la précédente (15b), ladite face active comportant une première région annulaire et périphérique pour contenir au moins un plot de connexion (15p) et une région principale et centrale ; - une étape (S3) pour connecter ledit au moins un plot de connexion (15p) du composant (15) à la au moins une ligne conductrice (12t, 12b) au moyen d'un fil conducteur (16) ; - une étape (S1) pour appliquer un premier coffrage annulaire (13, 13a, 13b), dit coffrage extérieur, sur la face supérieure du support diélectrique (11), ledit coffrage extérieur encerclant l'espace prévu pour accueillir le composant électronique (15) et coopérant avec la face supérieure du support(11) pour former une cavité délimitée par la paroi interne dudit coffrage extérieur ; - une étape pour enrober tout fil conducteur (16), reliant tout plot de connexion (15p) à toute ligne conductrice (12b, 12t) par un matériau d'encapsulation (17a, 17b) consistant à déposer ledit matériau dans la cavité délimitée par la paroi interne du coffrage extérieur (13, 13a, 13b) ; ledit procédé étant caractérisé en ce que : le coffrage extérieur (13, 13a, 13b) appliqué présente une paroi interne dont la hauteur (h13) est supérieure à la hauteur maximale (h16) de l'ensemble constitué par le au moins un fil conducteur après sa connexion au composant électronique ; l'étape pour enrober consiste en : a. une étape (S4) pour déposer une première quantité de matériau d'encapsulation (17a) pour combler l'espace libre au sein de la cavité constituée par la paroi interne du coffrage extérieur et la paroi latérale du composant électronique (15) ; b. une étape (S4) pour durcir ladite première quantité de matériau d'encapsulation (17a) ; c. une étape (S5) pour appliquer un second coffrage annulaire (18), dit coffrage intérieur, sur la face active (15t) du composant, ledit second coffrage présentant un diamètre interne (d) inférieur au diamètre de la région principale et centrale de la face active du composant (15) et une paroi externe d'une hauteur telle que la hauteur del'assemblage adhésif, composant et coffrage intérieur soit sensiblement égale voire supérieure à celle (h13) de la paroi interne du coffrage extérieur ; d. une étape (S6) pour déposer une seconde quantité de matériau d'encapsulation (17b) pour combler la cavité constituée par la paroi interne du coffrage extérieur (13) et la paroi externe du coffrage intérieur (18).
  2. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une étape pour durcir la seconde quantité de matériau d'encapsulation déposée (17b).
  3. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape pour usiner les coffrages intérieur (18) et extérieur (13, 13b) ainsi que le matériau d'encapsulation (17b) pour satisfaire à des contraintes d'assemblage.
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape pour appliquer le coffrage annulaire extérieur (13) consiste à déposer : un premier coffrage annulaire (13a) présentant une paroi interne dont la hauteur est sensiblement égale à la hauteur de la paroi latérale du composant électronique (15) augmentée de l'épaisseur de l'adhésif (14) coopérant avec la face inactive (15b) dudit composant ;un second coffrage annulaire (13b) présentant des diamètres externe et interne similaires à ceux du précédent et une paroi interne dont la hauteur est telle que la hauteur de la paroi interne résultant de l'assemblage desdits premier et second coffrage extérieurs soit supérieure à la hauteur maximale (h16) de l'ensemble constitué par le au moins un fil conducteur après sa connexion au composant électronique, ledit second coffrage extérieur étant appliqué (S5) sur le premier à l'issue de l'étape pour durcir la première quantité de matériau d'encapsulation (17a).
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape pour appliquer le coffrage annulaire extérieur (13) consiste à déposer une première résine thermique polymérisable de forte viscosité.
  6. 6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une étape pour durcir par cuisson la première résine de forte viscosité préalable à l'étape pour appliquer (S4, S6) le matériau d'encapsulation.
  7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une étape (S4, S6) pour déposer le matériau d'encapsulation (17a, 17b) consiste à déposer une résine polymérisable de faible viscosité.
  8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape pour appliquer le coffrage annulaire intérieur (18)consiste à déposer une seconde résine polymérisable de forte viscosité.
  9. 9. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une étape pour durcir la seconde résine de forte viscosité préalable à l'étape pour appliquer (S6) la seconde quantité de matériau d'encapsulation.
  10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en que : - l'étape pour prévoir un support (11) consiste à choisir un support diélectrique plan comportant sur la face opposée à la face supérieure ladite au moins une ligne conductrice (12b) ; - l'étape (S3) pour connecter ledit au moins un plot de connexion (15p) du composant (15) à la au moins une ligne conductrice (12b) au moyen d'un fil conducteur (16) est réalisée au moyen d'un via traversant (11v).
  11. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en que l'étape pour prévoir un support (11) consiste à choisir un support diélectrique plan comportant sur la face supérieure la au moins une ligne conductrice (12t) coopérant, au moyen d'un via traversant (11v), avec au moins une ligne ou plage conductrice (12b) disposée sur la face opposée à la face supérieure du support.
  12. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en que l'étape pour prévoir un support (11) consiste à choisir un supportdiélectrique plan comportant la au moins une ligne conductrice (12t) sur la face supérieure dudit support.
  13. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en que l'étape pour prévoir un support diélectrique plan (11) consiste à utiliser un film.
  14. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape pour découper le module assemblé pour satisfaire à des contraintes de dimensions et de forme de l'assemblage.
  15. 15. Procédé pour réaliser un dispositif d'analyse d'un échantillon biologique, caractérisé en ce qu'il comporte : une étape pour prévoir un module (10) assemblé selon un procédé d'assemblage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes ; une étape pour réaliser un corps plan (21) présentant une cavité ou une fenêtre agencée pour accueillir ledit module ; une étape (S7) pour intégrer ledit module et en assurer le maintien dans ladite cavité ou ladite fenêtre.
  16. 16. Module (10) pour dispositif d'analyse d'un échantillon biologique, ledit module comportant : un support diélectrique plan comportant sur une face au moins une ligne conductrice (12b, 12t) destinée à être connectée à un plot de connexion (15p) d'un composant électronique (15) ;- un composant électronique (15) dont une première face, dite face inactive (15b), est appliquée sur une face du support (11), dite face supérieure dudit support, par l'intermédiaire d'un adhésif (14), ledit composant électronique comportant une seconde face (15t), dite face active, opposée à la précédente (15b), ladite face active comportant une première région annulaire et périphérique pour contenir au moins un plot de connexion (15p) et une région principale et centrale, - au moins un fil conducteur (16) connectant respectivement le au moins un plot de connexion à la au moins une ligne conductrice (12t, 12b) ; - un matériau d'encapsulation (17a, 17b) enrobant tout fil conducteur (16), reliant tout plot de connexion (15p) à toute ligne conductrice (12t, 12b) ; ledit module étant caractérisé en ce qu'il est assemblé selon un procédé d'assemblage conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 14.
  17. 17. Film plan (10f) comportant une âme diélectrique exploitée comme support (11) d'au moins un module pour dispositif d'analyse d'un échantillon biologique assemblé selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 12.
  18. 18. Dispositif d'analyse d'un échantillon biologique (20), caractérisé en ce qu'il comporte : - un module (10) assemblé selon un procédé d'assemblage conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 14 ;un corps plan (21) présentant une cavité ou une fenêtre agencées pour accueillir ledit module (10) ; - ledit module (10) et ledit corps (21) étant assemblés conformément à un procédé selon la revendication 15.
  19. 19. Dispositif (20) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le corps (21) présente une forme plane sensiblement rectangulaire dont les largeur (lc), longueur (Lc) et épaisseur (ec) sont celles d'une carte à puce normalisée.
FR1251228A 2012-02-09 2012-02-09 Procede d'assemblage d'un dispositif portable d'analyse d'echantillon biologique Withdrawn FR2986902A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1251228A FR2986902A1 (fr) 2012-02-09 2012-02-09 Procede d'assemblage d'un dispositif portable d'analyse d'echantillon biologique

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1251228A FR2986902A1 (fr) 2012-02-09 2012-02-09 Procede d'assemblage d'un dispositif portable d'analyse d'echantillon biologique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2986902A1 true FR2986902A1 (fr) 2013-08-16

Family

ID=46331454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1251228A Withdrawn FR2986902A1 (fr) 2012-02-09 2012-02-09 Procede d'assemblage d'un dispositif portable d'analyse d'echantillon biologique

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2986902A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3234997A4 (fr) * 2014-12-17 2018-08-29 Robert Bosch GmbH Boîtier moulé de matrice exposée pour un capteur et procédé permettant d'encapsuler un capteur qui interagit avec l'environnement
WO2022014835A1 (fr) * 2020-07-16 2022-01-20 엘지이노텍 주식회사 Boîtier de capteur d'image et dispositif de caméra le comprenant

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5436203A (en) * 1994-07-05 1995-07-25 Motorola, Inc. Shielded liquid encapsulated semiconductor device and method for making the same
DE10153211A1 (de) * 2001-10-31 2003-01-30 Infineon Technologies Ag Elektronisches Bauteil und Systemträger sowie Verfahren zur Herstellung derselben
US20040048421A1 (en) * 2000-02-17 2004-03-11 Takashi Noguchi Method of encapsulating conductive lines of semiconductor devices
US20040065952A1 (en) * 2002-02-06 2004-04-08 Christophe Prior Optical semiconductor device and method of manufacture
WO2007012992A1 (fr) * 2005-07-28 2007-02-01 Nxp B.V. Emballage et procede de fabrication pour un composant microelectronique
US20100295187A1 (en) * 2007-12-20 2010-11-25 Aisin Aw Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5436203A (en) * 1994-07-05 1995-07-25 Motorola, Inc. Shielded liquid encapsulated semiconductor device and method for making the same
US20040048421A1 (en) * 2000-02-17 2004-03-11 Takashi Noguchi Method of encapsulating conductive lines of semiconductor devices
DE10153211A1 (de) * 2001-10-31 2003-01-30 Infineon Technologies Ag Elektronisches Bauteil und Systemträger sowie Verfahren zur Herstellung derselben
US20040065952A1 (en) * 2002-02-06 2004-04-08 Christophe Prior Optical semiconductor device and method of manufacture
WO2007012992A1 (fr) * 2005-07-28 2007-02-01 Nxp B.V. Emballage et procede de fabrication pour un composant microelectronique
US20100295187A1 (en) * 2007-12-20 2010-11-25 Aisin Aw Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3234997A4 (fr) * 2014-12-17 2018-08-29 Robert Bosch GmbH Boîtier moulé de matrice exposée pour un capteur et procédé permettant d'encapsuler un capteur qui interagit avec l'environnement
US10717645B2 (en) 2014-12-17 2020-07-21 Robert Bosch Gmbh Exposed-die mold package for a sensor and method for encapsulating a sensor that interacts with the environment
WO2022014835A1 (fr) * 2020-07-16 2022-01-20 엘지이노텍 주식회사 Boîtier de capteur d'image et dispositif de caméra le comprenant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1062634B1 (fr) Carte a puce munie d'une antenne en boucle, et micromodule associe
EP3567527B1 (fr) Procédé de fabrication d'un circuit pour module de carte à puce et circuit pour module de carte à puce
EP3613074A1 (fr) Procédé d'assemblage d'une puce microélectronique sur un élement filaire
EP0774779A1 (fr) Procédé de fabrication d'un micromodule, notamment pour cartes à puces
FR2514561A1 (fr) Photocoupleur utilisant un cadre de montage plie
FR2890469A1 (fr) Module de puce et carte a puce
EP3437028B1 (fr) Procédés de fabrication de cartes à puce et de supports d'antenne pour carte à puce
EP2461277A1 (fr) Procédé de fabrication d'un dispositif à microcircuit
FR3003722A1 (fr) Procede de fabrication d'un circuit imprime flexible, circuit imprime flexible obtenu par ce procede et module de carte a puce comportant un tel circuit imprime flexible
FR2793054A1 (fr) Procede de fabrication de cartes sans contact par laminage et carte sans contact fabriquee selon un tel procede
EP1226609A1 (fr) Boitier semi-conducteur optique et procede de fabrication d'un tel boitier
FR2986902A1 (fr) Procede d'assemblage d'un dispositif portable d'analyse d'echantillon biologique
WO2017001771A1 (fr) Document électronique tel qu'une carte à puce à métallisation réduite
EP1556832B1 (fr) Carte a puce comportant un composant debouchant et un procede de fabrication
EP3020068B1 (fr) Module electronique et son procede de fabrication
EP1190379A1 (fr) Procede de fabrication de cartes a puce a contact avec dielectrique bas cout
EP3920091B1 (fr) Module de capteur biométrique pour carte à puce et procédé de fabrication d'un tel module
EP1021833A1 (fr) Dispositif a circuit integre securise et procede de fabrication
EP2625652B1 (fr) Module electronique securise, dispositif a module electronique securise et procede de fabrication
FR2789505A1 (fr) Procede de fabrication de support de memorisation portable de type carte a puce
FR2861483A1 (fr) Procede de fabrication d'une cle electronique a connecteur usb et cle electronique obtenue
FR2812428A1 (fr) Procede de fabrication d'un micromodule de carte a puce et carte a puce incluant un tel micromodule
FR2790850A1 (fr) Procede de fabrication de dispositif electronique portable de type carte a puce
FR2555780A1 (fr) Procede de fabrication de cartes a memoire et cartes obtenues suivant ce procede
EP2871596A1 (fr) Dispositif électronique interconnecté et son procédé de fabrication

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse

Effective date: 20131031