FR2996055A1 - Circuit electrique et son procede de realisation - Google Patents

Abstract

Circuit électrique (100) ayant une cellule photovoltaïque (102) dont la face a une activité photovoltaïque. Un plan de câblage (104) est réalisé au dos de la cellule photovoltaïque. Un composant électronique ou micromécanique (106, 108) est installé au dos du plan de câblage à l'opposé de la cellule photovoltaïque ; il est relié électriquement et mécaniquement au plan de câblage par une liaison (110).

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un circuit électrique et à son procédé de fabrication. Etat de la technique L'intégration de convertisseurs d'énergie est une ten- dance dans le domaine des emballages de circuits électroniques. En particulier, les cellules photovoltaïques sont utilisées à côté de convertisseurs thermo-électriques pour récupérer de l'énergie électrique, par exemple pour le fonctionnement de modules de capteur.

Le document US 2011/0169554 Al décrit un composant intégré à fonctionnement solaire. Exposé et avantages de l'invention Dans ce contexte, la présente invention a pour objet un circuit électrique comprenant : une cellule photovoltaïque ayant une face à activité photovoltaïque et un dos, un plan de câblage au dos de la cellule photovoltaïque, à laquelle il est relié électriquement et mécaniquement, et un composant électronique ou micromécanique installé au dos du plan de câblage à l'opposé de la cellule photovoltaïque et relié élec- triquement et mécaniquement au plan de câblage par une liaison réalisée en technique de construction et de branchement. Comme le dos de la cellule photovoltaïque est équipé d'un plan de câblage, le composant électronique ou micromécanique peut être installé avec des procédés connus de construction et de branche- ment au dos de la cellule photovoltaïque. Cela permet de réaliser un circuit très compact avec une alimentation propre en énergie par la cellule photovoltaïque. Le circuit électrique peut être un capteur ou n'importe quel composant électronique. Le composant est un circuit intégré, un élément de capteur ou un capteur de mesure. Le circuit intégré est un circuit d'exploitation pour traiter un signal de capteur, un circuit de commande pour commander une fonction de circuit ou une installation de communication pour transmettre des données. L'élément de capteur est un capteur de température, un capteur dynamométrique ou un cap- teur d'accélération. Le composant est un élément discret à fonctionnement autonome, réalisé comme composant terminé, installé sur le plan de câblage. La cellule photovoltaïque est une cellule photovoltaïque transformant l'énergie de rayonnement, par exemple le rayonnement solaire, en énergie électrique. La cellule photovoltaïque est réalisée sous la forme d'une plaque plane mince. Le plan de câblage est une couche qui se trouve entre la cellule photovoltaïque et le composant. Par exemple, le plan de câblage est situé au dos du substrat de la cellule photovoltaïque.

L'épaisseur du plan de câblage est inférieure à celle du composant ou de l'épaisseur de la cellule photovoltaïque. Le plan de câblage réalise la liaison mécanique entre le composant et la cellule photovoltaïque. En outre, le plan de câblage fournit l'énergie de la cellule photovoltaïque directement au composant ou par l'intermédiaire d'un accumulateur.

Pour cela, le plan de câblage comporte des chemins électro-conducteurs et des surfaces de contact. Plusieurs composants électroniques ou micromécaniques peuvent équiper le dos du plan de câblage. Le composant est par exemple un composant discret réalisé séparément de la cellule photovoltaïque et qui est relié en tant que composant terminé au plan de câblage. La technique de construction et de liaison relève du domaine de la micro-électronique et de la technique des microsystèmes, et de l'ensemble des techniques et des outils de développement nécessaires au montage de composants microélectroniques.

Avec la technique de la construction et du branchement, on relie le composant au plan de câblage par des procédés connus. La technique de construction et de branchement comprend un procédé de liaison par la matière. Le composant peut être relié par une liaison par la matière au plan de câblage. La liaison concerne par exemple la sur- face de contact électrique du composant et la surface de contact élec- trique du plan de câblage. A la différence d'une couche de câblage réalisée séparé- ment et ensuite appliquée sur la cellule photovoltaïque, par exemple sous la forme d'une plaque de circuit, collée, ou d'un support de circuit collé, la couche de câblage selon l'invention est réalisée par un procédé de fabrication formant directement cette couche au dos de la cellule photovoltaïque. La cellule photovoltaïque peut ainsi servir de substrat pour construire la couche de câblage. Le plan de câblage est ainsi réalisé par le développement de différentes couches au dos de la cellule pho- tovoltaïque et cela, couche par couche. Le plan de câblage se réalise ainsi sans liaisons de couches réalisées séparément au dos de la cellule photovoltaïque. Pour le plan de câblage au dos de la cellule photovoltaïque, on utilise des procédés classiques de fabrication de semiconducteurs. Selon un autre procédé de fabrication, le plan de câblage est réalisé avec la cellule photovoltaïque. Par exemple le plan de câblage peut être réalisé par une construction stratifiée composée d'un ensemble de couches appliquées séquentiellement au dos de la cellule photovoltaïque. Les couches appliquées séquentiellement au dos de la cellule photovoltaïque sont par exemple une ou plusieurs couches électro-isolantes, une ou plusieurs couches de passivation et au moins une couche électro-conductrice. Ainsi, au moins l'une des multiples couches de la séquence, appliquées au dos de la cellule photovoltaïque est une couche électro-conductrice. Le plan de câblage peut également être appliqué au dos de la cellule photovoltaïque, couche par couche, dans un ordre séquentiel avec des couches électro-conductrices. Une couche électro-conductrice est par exemple une couche métallisée. La liaison se réalise par exemple par soudage, collage ou liaison par fil ou encore des combinaisons de tels procédés. Les maté- riaux appropriés pour réaliser la liaison peuvent être installés au préa- lable sur le composant ou sur le plan de câblage. La liaison se réalise rapidement et économiquement et de manière peu encombrante par des procédés connus. Le composant électronique ou micromécanique est réalisé comme circuit intégré dédié à une application, c'est-à-dire comme cir- cuit intégré ou comme microsystème. Un circuit intégré dédié à une application encore appelé circuit ASIC, permet de réaliser des fonctions complexes. Le microsystème est par exemple un système micro-électromécanique MEMS. Selon le domaine d'application, on pourra choisir un composant approprié. On peut également combiner des com- posants de différents types et les juxtaposer ou les empiler sur le plan de câblage. Selon un développement, le circuit électrique comporte un accumulateur d'énergie électrique. L'accumulateur peut être installé au dos du plan de câblage. Dans ce cas, l'accumulateur est relié en technique de construction et de branchement électrique et mécanique au plan de câblage. L'accumulateur peut en outre être branché entre un contact de branchement électrique de la cellule photovoltaïque et un branchement de contact électrique du composant électronique ou mi- cromécanique. L'accumulateur est par exemple un élément galvanique tel qu'un accumulateur ou un condensateur. En variante, l'accumulateur installé au dos du plan de câblage est installé à un endroit approprié du circuit. L'accumulateur fournira alors l'énergie électrique au composant lorsque la cellule photovoltaïque ne pourra pas fournir d'énergie ou seulement une quantité suffisante d'énergie pour le fonctionnement du composant. A titre d'exemple, le plan de câblage est réalisé sous la forme d'une métallisation au dos de la cellule photovoltaïque. La métallisation au dos peut être appliquée à la surface du substrat de la cellule photovoltaïque. Cela permet d'utiliser des procédés de métallisation connus. Le plan de câblage comporte au moins une couche métal- lique structurée pour transmettre les signaux électriques du composant et pour le branchement électrique de la cellule photovoltaïque et du composant. La couche métallique est par exemple une couche d'aluminium ou de cuivre. La couche métallique structurée s'applique par exemple sous la forme d'un dépôt sur toute la surface suivi d'une mise en structure par dépôt galvanique ou par un procédé chimique et mécanique d'aplanissement du dos de la cellule photovoltaïque. La couche métallique comporte une structure avec par exemple des che- mins conducteurs reliant électriquement les différentes surfaces de contact du plan de câblage. On peut également avoir des surfaces de contact réalisées par la couche métallique structurée. Le plan de câblage peut comporter plusieurs couches métalliques structurées, empi- lées pour réaliser des chemins conducteurs qui se croisent.

La cellule photovoltaïque comporte un contact traversant pour relier la face de la cellule photovoltaïque électriquement au plan de câblage pour la mise en contact électrique de la face avant active de la cellule photovoltaïque, de manière peu encombrante et garantie.

Le circuit électrique comporte une masse d'enrobage ap- pliquée au dos du plan de câblage et enveloppant le composant. La masse d'enrobage réalise simplement un boîtier pour le composant ou pour le circuit électrique. Selon un développement, la masse d'enrobage comporte au moins un contact traversant. La face avant active de la cellule pho- tovoltaïque est branchée par ces contacts traversants. Un contact traversant conduit au plan de câblage. Un autre contact traversant passe à côté de la cellule photovoltaïque pour brancher la face avant active de la cellule photovoltaïque.

Le circuit électrique comporte un substrat et la zone marginale du substrat est appliquée contre la zone marginale du côté avant en face de la cellule photovoltaïque. Une liaison électroconductrice passe de la face de la cellule photovoltaïque et du plan de câblage par le substrat. La zone marginale du substrat enveloppe com- plètement le volume de la face de la cellule photovoltaïque. La zone principale de la face de la cellule photovoltaïque se trouve dans la région d'un orifice traversant du substrat et n'est pas couverte par le substrat. Le substrat permet d'avoir un circuit électrique très solide. L'invention a également pour objet un procédé de réalisa- tion d'un circuit électrique, consistant à: - utiliser une cellule photovoltaïque ayant une face à effet voltaïque et un dos, appliquer couche par couche un ensemble de couches au dos de la cellule photovoltaïque pour y développer un plan de câblage et le relier électriquement et mécaniquement à la cellule photovoltaïque, et installer un composant électronique ou micromécanique au dos opposé à la cellule photovoltaïque du plan de câblage et réaliser la liaison en technique de construction et de liaison pour relier élec- triquement et mécaniquement le composant au plan de câblage.

L'étape d'application couche par couche du plan de câblage peut se faire par exemple par une opération de métallisation. Le plan de câblage peut ainsi occuper toute la surface du dos de la cellule photovoltaïque ou seulement une fraction.

Cela permet de réaliser un emballage électronique et de capteur avec un substrat et une fonctionnalité de convertisseur d'énergie solaire. On utilise la technique de structure et de liaison qui s'est confirmée dans le cas des substrats minces en silicium. Cette technique offre entre autres, l'avantage du comportement thermoméca- nique et permet d'avoir des contacts traversants et des chemins con- ducteurs suivant une trame très fine. On peut également utiliser des procédés d'encapsulage sur des surfaces importantes de composants semiconducteurs disponibles grâce à l'amélioration de la technique de moulage. Par le procédé de moulage par compression, on peut, sans difficulté, recouvrir des sur- faces d'un diamètre de l'ordre de 300 mm avec des polymères constituant une matière d'encapsulage. Les supports temporaires pour les composants semiconducteurs évitent tout substrat supplémentaire. Pour développer des capteurs autonomes compacts, il est nécessaire de fournir l'énergie pour le fonctionnement par la conversion d'autres formes d'énergie. Cela est possible de manière économique et peu encombrante par l'intégration de cellules photovoltaïques dans des modules de capteurs autonomes. Un circuit approprié est fondé sur une structure empilée substrat-composant comportant au moins une cellule photovoltaïque qui transforme l'énergie de rayonnement en énergie électrique et comprenant en outre au moins un composant électronique et/ou micromécanique ayant des surfaces de contact pour le branchement électrique et mécanique avec en outre des couches métalliques structurées pour le branchement de signaux électriques, caractérisé en ce qu'au moins un composant électronique et/ou micromécanique est fixé au dos, à l'opposé de la face avant sensible au rayonnement de la cellule photovoltaïque de façon à constituer une combinaison substrat-composant mécaniquement accrochée et avec, sur la métallisation structurée ap- pliquée au dos à l'opposé de la face avant sensible au rayonnement de la cellule photovoltaïque, au moins une liaison électrique entre le composant électronique et/ou micromécanique et la face avant sensible au rayonnement de la cellule photovoltaïque. Le circuit se caractérise par une très grande efficacité économique. La cellule photovoltaïque est réalisée comme substrat mul- ti-usages et ne nécessite aucune technique de collage pour l'intégration de la cellule photovoltaïque. Un autre avantage réside dans la faible quantité de matière utilisée, dans le faible encombrement en surface et dans les chemins électriques de longueur réduite grâce à la cellule pho- tovoltaïque servant de substrat avec des chemins conducteurs directs comme couche de métallisation. De plus, cela réduit la non concordance thermomécanique liée au silicium comme substrat et comme matière de composant et il n'y a pas de perte d'efficacité photovoltaïque par des effets de projection d'ombre.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation d'un circuit électrique et de son procédé de fabrication représentés dans les dessins annexés dans lesquels on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes éléments ou des éléments de même fonction. Ainsi : les figures 1 à 4 sont des vues schématiques de circuit correspon- dant à des exemples de réalisation de l'invention, et la figure 5 montre un ordinogramme d'un procédé de fabrication d'un circuit électrique selon un exemple de réalisation de l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 est un schéma d'un circuit 100 correspondant à un exemple de réalisation de l'invention. Le circuit 100 a une cellule photovoltaïque 102, un plan de câblage 104 et selon cet exemple de réa- lisation, deux composants 106, 108. Les composants 106, 108 sont reliés électriquement et mécaniquement par des liaisons 110 au plan de câblage 104. La cellule photovoltaïque 102 est réalisée comme les cel- iules photovoltaïques connues, de matières semiconductrices. La cellule photovoltaïque 102 a sa propre structure stratifiée. La cellule 102 a une face avant à effet voltaïque située en bas selon l'orientation de la figure 1. La face avant de la cellule photovoltaïque 102 a une surface plane, par exemple rectangulaire. La cellule photovoltaïque 102 transforme le rayonnement incident dans sa face avant active en énergie électrique et fournit cette énergie par ses branchements. Au moins le branchement avant de la cellule photovoltaïque 102 se trouve sur la face de la cellule photovoltaïque et au moins un branchement arrière de la cellule photovoltaïque 102 est au dos. Pendant le fonctionnement de la cellule pho- tovoltaïque 102, une tension électrique est fournie entre le branchement de la face et le branchement du dos. Cette tension sert au fonctionnement des composants 106, 108. Le plan de câblage 104 s'étend sur le dos de la cellule photovoltaïque 102 à l'opposé de la face avant. Le plan de câblage selon cet exemple de réalisation se situe dans la région moyenne du dos. La zone marginale du dos de la cellule photovoltaïque 102 n'est pas couverte par le plan de câblage 104. Le plan de câblage 104 est relié mécaniquement de manière solide au dos de la cellule photovoltaïque 102. Le plan de câblage 104 fournit l'énergie électrique des branchements de la cellule photovoltaïque 102 aux contacts des composants 106, 108. Le plan de câblage 104 transmet les signaux électriques selon le mode de réalisation du circuit 100 et des composants 106, 108, entre les contacts des composants 106, 108 ou encore entre les contacts des composants 106, 108 et les contacts extérieurs du circuit. Pour cela, le plan de câblage 104 comporte un ensemble de chemins conducteurs. Le plan de câblage 104 peut avoir une ou plusieurs couches. Si le plan de câblage 104 a plusieurs couches, on peut croiser les chemins conducteurs. Le plan de câblage 104 peut être réalisé sous la forme d'une métallisation du dos de la cellule photovoltaïque 102. Pour cela, en utilisant un procédé approprié, on applique au dos de la cellule photo- voltaïque 102, une couche métallique structurée ou non structurée. Si l'on applique une couche métallique non structurée, celle-ci pourra ensuite être structurée pour réaliser le plan de câblage 104. Pour former un plan de câblage 104 à plusieurs couches, on applique successive- ment deux ou plusieurs couches métalliques.

Selon cet exemple de réalisation, au moins un contact traversant 112 passe dans la structure stratifiée de la cellule photovoltaïque 102. Le contact traversant 112 réalise une liaison électroconductrice entre le branchement face avant de la cellule photovol- taïque 102 et le plan de câblage 104 du dos de la cellule photovoltaïque 102. Cela permet de fournir la tension électrique générée par la cellule photovoltaïque 102 au niveau de la face avant de la cellule 102 au plan de câblage 104. Un contact direct permet de relier le plan de câblage 104 au branchement du dos du plan de câblage 104 par une liaison électro-conductrice. Les composants 106, 108 sont des composants électroniques ou des composants micromécaniques. Les composants 106, 108 sont par exemple des composants électroniques. Des exemples de réalisation de composants 106, 108 sont les circuits intégrés et les micro- systèmes. Les composants 106, 108 peuvent être réalisés différemment. Par exemple, le composant 106 peut être un composant électronique et le composant 108 peut être un composant micromécanique. Les liaisons ou branchements 110 sont réalisés selon une technique connue. Par exemple, les liaisons 110 sont des liaisons sou- dées, des liaisons collées ou des liaisons par fils soudés. Selon cet exemple de réalisation, les composants 106, 108 ont des billes de contact pour être fixés par ces billes de contact à la surface du plan de câblage 104 en regard des composants 106, 108. Pour la mise en contact des composants 106, 108 au niveau du plan de câblage, on peut égale- ment utiliser des techniques différentes de la technique de construction et de liaison. Selon un exemple de réalisation, le composant 106 est un accumulateur d'énergie électrique. Un tel accumulateur assure l'accumulation d'énergie générée par la cellule photovoltaïque 102 pour la fournir à la demande au composant 108, permettant au composant 108 de fonctionner indépendamment de l'activité de la cellule photovoltaïque 102. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation d'un circuit 100 re- présenté à la figure 1. Le circuit 100 est une cellule photovoltaïque 102 dont le dos est garni et branché à des composants électroniques 106, 108. Les composants 106, 108 sont des puces « nues », des capteurs en boîtier tels que des capteurs dans des boîtiers moulés ou encore des modules de capteur. Le branchement électrique des composants 106, 108 et du plan de câblage 104 avec une métallisation au dos se fait en technique Flip-Chip (encore appelée technique "puce retournée") et la liaison électrique avec la face avant de la cellule photovoltaïque 102 se fait par des contacts électriques traversants 112. D'autres composants 106, 108 peuvent être installés de manière juxtaposée et/ou superposée et être branchés avec la cellule photovoltaïque 102 ou par le composant 106 au composant 108. La figure 2 est un schéma d'un circuit 100 selon un exemple de réalisation de l'invention. Le circuit 100 est réalisé comme le circuit décrit à l'aide de la figure 1 mais il comporte en plus une masse d'enrobage 220. La masse d'enrobage 220 est installée au dos du circuit 100 et enveloppe les composants 106, 108 ainsi que les zones dégagées du plan de câblage 104 et les zones du dos de la cellule photovoltaïque 102 non couvertes par le plan de câblage 104. L'épaisseur de la couche de la masse enveloppe 220 se choisit pour que les composants 106, 108 soient complètement enveloppés par la masse 220. Selon le mode de réalisation, la masse d'enrobage 220 est par exemple une masse coulée ou une masse moulée. Selon un exemple de réalisation, le circuit 100 est une cellule photovoltaïque 102 encapsulée dont le dos est garni de compo- sants électroniques 106, 108, branchés mécaniquement et électrique- ment en technique Flip-Chip et encapsulés par une masse d'enrobage 220. Selon un exemple de réalisation, pour la protection du dos et des composants 106, 108, la cellule photovoltaïque 102 est en- capsulée avec un polymère dans une étape de procédé suivante. Cela se fait par exemple par laminage, enrobage par injection, par coulée, par injection à la presse ou moulage. On peut traiter ainsi des cellules séparées 102 ou encapsuler plusieurs systèmes, globalement, et les séparer ensuite. En outre, on peut également encapsuler avec un couvercle mé- tallique, par exemple un écran contre les rayonnements électromagné- tiques EMV avec un couvercle pré-injecté en matière plastique ou un film laminé par dessus. La figure 3 est un schéma en coupe d'un circuit 100 se- lon un exemple de réalisation de l'invention. Le circuit 100 est de struc- ture analogue au circuit de la figure 2. Le circuit 100 comporte une cellule photovoltaïque 102 dont le dos est garni de composants 106, 108, 306. Le dos de la cellule photovoltaïque 102 comporte deux zones écartées l'une de l'autre dans le plan de câblage 104. Selon l'exemple de réalisation, les zones du plan de câblage 104 peuvent être isolées électriquement l'une de l'autre ou reliées électriquement. La zone à gauche, selon la figure 3, du plan de câblage 104 comporte comme décrit à l'aide de la figure 1, le composant 106. Cette zone du plan de câblage 104 est reliée de manière électro- conductrice par un contact traversant 112 à la face avant de la cellule photovoltaïque 102. Dans la zone à droite de la figure 3 du plan de câblage 104, il y a le composant 108 comme cela a été décrit ci-dessus à propos de la figure 1. Le segment du dos de la cellule photovoltaïque 102 entre les zones du plan de câblage 104 est occupé par le composant 306. Le composant 306 est fixé mécaniquement au dos de la cellule photovoltaïque 102, par exemple par une liaison collée. Le composant 306 est par exemple un dispositif formé de deux composants empilés. Le composant 306 est relié par une ligne électrique, par exemple un fil de liai- son à la région du plan de câblage 104 où se trouve le composant 108. La ligne électrique passe la face supérieure du plan de câblage 104 vers le côté supérieur du composant 306 installé au dos de la cellule photovoltaïque 102. Une masse d'enrobage 222 entoure comme cela a été dé- crit à la figure 2, les composants 106, 108, 306 ainsi que le dos de la cellule photovoltaïque 102 ou les zones du plan de câblage 104 au dos de la cellule photovoltaïque 102. La masse d'enrobage 222 dépasse des bords latéraux de la cellule photovoltaïque 102 de sorte que la cellule photovoltaïque 102, indépendamment de la face avant active, est inté- grée dans la masse d'enrobage 222.

La région du plan de câblage 104 portant le composant 108 est reliée par un premier contact traversant 331, un second contact traversant 333, un chemin conducteur inférieur 334 et un chemin conducteur supérieur 336, de manière électro-conductrice à la face de la cellule photovoltaïque 102. Le premier contact traversant 331 passe du plan de câblage 104 vers la surface supérieure extérieure de la masse d'enrobage 220 tournée vers le plan de câblage 104. Le chemin conducteur supérieur 336 occupe la surface supérieure extérieure de la masse d'enrobage entre le premier contact traversant 331 et le second contact traversant 333. Le second contact traversant 333 s'étend dans une zone couvrant le bord latéral de la cellule photovoltaïque 102 pour passer sur l'épaisseur complète de la masse d'enrobage 220. Le chemin conducteur inférieur 334 occupe la surface supérieure de la masse d'enrobage 220 à hauteur de la face avant de la cellule photovoltaïque 102, entre la face avant de la cellule photovoltaïque 102 et le second contact traversant. Le chemin conducteur inférieur 334 relie électriquement la face avant active de la cellule photovoltaïque 102 au second contact traversant 333. La masse d'enrobage 220 est par exemple une masse moulée. Dans ce cas, les contacts traversants 331, 333 sont des con- tacts traversants moulés. Selon un exemple de réalisation, le circuit 100 est une construction avec un boîtier sans substrat. La cellule photovoltaïque 102 est reliée par un plan de câblage 104 et des contacts traversants 331, 333 réalisés dans la masse d'enrobage 220 avec les composants 106, 108, 306 garnissant le dos sous la forme de puces. Le branchement des composants 106, 108 se fait en technique Flip-Chip à la fois mécaniquement et électriquement ou par la technique de fil de liaison avec des composants 306 collés. Le plan de câblage 104 est réalisé sous la forme de couches de câblage métallisées entre le dos de la cellule photovoltaïque 102 et le côté inférieur du moule de la masse d'enrobage 220. Le branchement de la face avant de la cellule photovol- taïque peut se faire techniquement par des contacts traversants 112 réalisés dans la cellule 102 (traversée du silicium) ou encore dans la masse d'enrobage 220. La mise en contact dans la masse d'enrobage est envisageable de manière classique en technique de fil de liaison mais également sous la forme de contacts traversants métalliques 331, 333 dans la masse d'enrobage 220. Cette solution est particulièrement inté- ressante si, pour réaliser l'enrobage 220, on utilise un procédé sans substrat, par exemple fondé sur la technique eWLB (technique d'emballage de circuits intégrés). Il importe peu que le contact traversant 112, 331, 333 soit réalisé directement dans la masse d'enrobage 220 ou dans un élément 102 intégré dans cette masse. Un mode de réa- lisation spécial est celui de l'emballage sur emballage selon lequel le cô- té supérieur de la masse d'enrobage 220 est utilisé comme plan de câblage du montage d'autres moules nus ou de composants solidaires d'un boîtier (cette solution n'est pas représentée). La figure 4 est une représentation schématique d'un cir- cuit 100 selon un exemple de réalisation de l'invention. Le circuit 100 est analogue au circuit de la figure 3 avec toutefois un plan de câblage 104 qui n'est pas relié à la face avant active de la cellule photovoltaïque 102 par des contacts traversants. Le circuit 100 comporte un substrat 334 qui forme une partie de la surface extérieure du circuit 100. Le substrat 334 est un substrat structuré. Le substrat 334 a une région intérieure avec un orifice traversant. La cellule photovoltaïque 102 est appliquée avec le côté avant actif contre le substrat 334 de façon que l'orifice traversant du substrat 334 soit fermé par le côté avant actif de la cellule photovol- taïque 102. Les segments marginaux de la cellule photovoltaïque 102 se situent ainsi sur les bords du substrat 334 tournés vers l'orifice traversant. Le substrat 334 dépasse latéralement du bord extérieur de la cellule photovoltaïque 102. Le dos du substrat tourné vers la cellule photovoltaïque 102 comporte un ou plusieurs chemins conducteurs. Un tel chemin conducteur du substrat 334 est relié électriquement à la face avant active de la cellule photovoltaïque 102 et s'étend latéralement par dessus le bord de la cellule photovoltaïque 102. Le chemin conducteur est relié par une ou plusieurs lignes électriques 341, par exemple sous la forme de fils de liaison, au plan de câblage 104.

La figure 4 montre une ligne électrique 341 pour le branchement de la région du plan de câblage 104 correspondant au composant 106 avec la face avant active de la cellule photovoltaïque 102 ainsi qu'une autre ligne électrique 341 pour la mise en contact des compo- sants 108, 306 avec la zone qui leur est réservée du plan de câblage 104 avec la face avant active de la cellule photovoltaïque 102. Selon l'exemple de réalisation de la figure 3, le circuit présenté à la figure 4 comporte une masse d'enrobage 220. La masse d'enrobage couvre non seulement les composants 106, 108, 306, le plan de câblage 104 et le dos des cellules photovoltaïques 102 y compris le dos du substrat 334 ou les chemins conducteurs qui se trouvent au dos du substrat 334 et qui enveloppent les lignes électriques 341. La face avant du substrat 334, de même que la région de la face avant de la cellule photovoltaïque 102 qui ne s'appuie pas sur le substrat 334, est dégagée. Selon un exemple de réalisation, le circuit 100 de la figure 4 est réalisé sous une forme pour laquelle la cellule photovoltaïque 102 est appliquée comme Flip-Chip sur le substrat 334. La mise en contact du côté actif de la cellule photovoltaïque 102 peut ainsi se faire sans soudure, sans brasure, sans colle ou sans contact Flip-Chip ana- logue. La figure 5 montre un ordinogramme d'un procédé de réalisation d'un circuit électrique selon un exemple de réalisation de l'invention. Le circuit est par exemple un circuit comme celui présenté dans les figures ci-dessus. Dans l'étape 501, on fournit une cellule photovoltaïque avec une face avant à activité photovoltaïque et un dos à l'opposé de la face avant. Dans l'étape 503, on installe le plan de câblage au dos de la cellule photovoltaïque. Pour cela, on relie mécaniquement le plan de câblage au dos de la cellule photovoltaïque. En même temps ou dans une étape suivante, on relie électriquement le plan de câblage à un contact électrique de la cellule photovoltaïque. Le plan de câblage est formé par l'application successive des différentes couches réalisant ainsi les plans de câblage.

Dans l'étape 505, on applique au moins un composant électronique ou micromécanique au dos de la cellule photovoltaïque, à l'opposé du côté arrière du plan de câblage. En même temps ou dans une étape suivante, on relie au moins un composant, électriquement et mécaniquement dans le plan de câblage. Pour cela, on utilise une tech- nique de montage et de liaison. Par exemple, le composant est fourni comme composant discret et il est installé sur un plan de développement qui ensuite est fixé par exemple par une phase de soudage ou de collage au plan de l'environnement.

Selon une autre étape, on enrobe au moins un compo- sant avec la masse d'enrobage. Dans ce cas, le branchement électrique entre la cellule photovoltaïque et le plan de câblage ne pourra se faire qu'après l'application de la masse d'enrobage ce qui est par exemple le cas si le branchement électrique utilise les contacts traversant la masse d'enrobage. Les figures ci-dessus développent une technique d'intégration de la cellule photovoltaïque 102 avec d'autres éléments 106, 108, 306, par exemple sous la forme de circuit ASIC, IC ou MEMS. Cette technique est fondée sur la réalisation de plan de câblage 104 ap- proprié au dos de la cellule photovoltaïque 102 et à l'application de composants 106, 108, 306 en technique AVT telle que par exemple le soudage, le collage ou la liaison par fil, ce qui se réalise par un réglage 104 avec une liaison mécanique électrique entre la cellule photovoltaïque 102 et les différentes éléments 106, 108 même si la liaison élec- trique n'est réalisée que partiellement par exemple par une batterie interposée. L'application de la forme de construction décrite ci- dessus convient par exemple pour des capteurs autonomes en énergie. Les exemples de réalisation décrits et représentés dans les figures n'ont été choisis qu'à titre d'exemples. Des exemples de réalisation différents pourraient remplir totalement ou par rapport à une certaine caractéristique pour être combinés. On peut également compléter l'exemple de réalisation par des caractéristiques d'autres exemples de réalisation. En outre, les étapes du procédé peuvent être rétablies dans un ordre diffé- rent de celui décrit. Si l'exemple de réalisation comporte une combinai- son et/ou, entre la première et la seconde caractéristique, il faut la laisser lire de sorte que l'exemple de réalisation présente à la fois des premières caractéristiques et aussi pour la seconde fois et selon un autre exemple de réalisation, soit seulement la première caractéristique, soit seulement la seconde caractéristique.

NOMENCLATURE 100 Circuit 102 Cellule photovoltaïque Plan de câblage 104 106, 108 Composant 110 Liaison 112, 331, 333 Contacts traversants 220 Masse d'enrobage 222 Masse d'enrobage 306 Composant collé 334 Chemin conducteur inférieur 336 Chemin conducteur supérieur 341 Ligne électrique 501, 503, 505 Etapes d'un procédé de fabrication d'un circuit électrique20

Claims (5)

1. REVENDICATIONS1°) Circuit électrique (100) caractérisé en ce qu'il comprend : une cellule photovoltaïque (102) ayant une face à une activité photovoltaïque et un dos, un plan de câblage (104) au dos de la cellule photovoltaïque, à la- quelle il est relié électriquement et mécaniquement, et un composant électronique ou micromécanique (106, 108) installé au dos du plan de câblage à l'opposé de la cellule photovoltaïque et relié électriquement et mécaniquement au plan de câblage par une liaison (110) réalisée en technique de construction et de branche- ment.
2. 2°) Circuit électrique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plan de câblage (104) est réalisé par une structure stratifiée compo- sée de plusieurs couches réalisées successivement au dos de la cellule photovoltaïque (102).
3. 3°) Circuit électrique (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' au moins l'une des multiples couches appliquées séquentiellement au dos de la cellule photovoltaïque (102) est une couche électroconductrice.
4. 4°) Circuit électrique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison (110) est réalisée par soudage, collage ou par une liaison de fil ou une combinaison de tels procédés.
5. 5°) Circuit électrique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composant électronique ou micromécanique (106, 108) est un circuit intégré dédié à une application, comme circuit intégré ou comme système micromécanique-électromécanique (MEMS).356°) Circuit électrique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte un accumulateur d'énergie électrique au dos du plan de câblage (104) reliant les liaisons de construction et de branchement, élec- triquement et mécaniquement au plan de câblage et qui est branché électriquement entre au moins un contact de branchement électrique de la cellule photovoltaïque (102) et au moins un branchement de contact électrique du composant électronique ou micromécanique (106, 108). 7°) Circuit électrique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plan de câblage (104) a au moins une couche métallique structurée pour câbler les signaux électriques du composant (106, 108) et pour le branchement électrique de la cellule photovoltaïque (102) et du compo- sant. 8°) Circuit électrique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cellule photovoltaïque (102) a un contact traversant (112) pour relier électriquement la face de la cellule photovoltaïque au plan de câblage (104). 9°) Circuit électrique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte une masse d'enrobage (202) au dos du plan de câblage (104) et qui enveloppe le composant (106, 108). 10°) Circuit électrique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte un substrat (334) dont une région marginale est appliquée contre une région marginale du côté avant de la cellule photovoltaïque (102) et la liaison électro-conductrice entre le côté avant de la cellule photovoltaïque et le plan de câblage (104) se fait par le substrat.3511°) Procédé de réalisation d'un circuit électrique (100), caractérisé par les étapes suivantes consistant à : utiliser (501) une cellule photovoltaïque (102) ayant une face à effet voltaïque et un dos, appliquer couche par couche (503), un ensemble de couches au dos de la cellule photovoltaïque (102) pour y développer un plan de câblage (104) et le relier électriquement et mécaniquement le plan de câblage, et installer (505) un composant électronique ou micromécanique (106, 108) au dos opposé à la cellule photovoltaïque du plan de câ- blage et réaliser la liaison (110) en technique de construction et de liaison pour relier électriquement et mécaniquement le composant au plan de câblage.15