FR3075467A1 - Couvercle de boitier de circuit electronique - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un circuit électronique, comprenant un couvercle (115) traversé par un élément (130) et présentant une face principale intérieure plane.

Description

COUVERCLE DE BOITIER DE CIRCUIT ELECTRONIQUE
Domaine
La présente demande concerne de façon générale le domaine des circuits électroniques, et, plus particulièrement, la réalisation d'un couvercle de boîtier pour circuit intégré. Exposé de l'art antérieur
Certains circuits électroniques comprennent une puce électronique logée dans un boîtier. Un tel boîtier comprend souvent une partie support sur laquelle la puce est fixée, et une partie couvercle recouvrant la puce.
Lorsque le circuit électronique est un circuit d'émission et/ou de réception de signaux optiques tel qu'un capteur de proximité par mesure de temps de vol (time-offlight), la puce électronique comprend des régions d'émission et de réception de signaux optiques. Le couvercle comprend alors, en regard des régions d'émission/réception, des éléments transparents pour les longueurs d'ondes des signaux optiques, par exemple en verre, tels que des lentilles.
De façon similaire, dans divers autres types de circuits électroniques, des éléments sont positionnés dans le couvercle.
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Résumé
Un mode de réalisation prévoit de pallier tout ou partie des inconvénients des boîtiers de circuits électroniques connus.
Un mode de réalisation prévoit une solution plus particulièrement adaptée à ces circuits électroniques d'émission/réception optique.
Ainsi, un mode de réalisation prévoit un circuit électronique, comprenant un couvercle traversé par un élément et présentant une face principale intérieure plane.
Selon un mode de réalisation, ledit élément est transparent, filtrant ou comprend une lentille.
Selon un mode de réalisation, le couvercle est d'épaisseur constante.
Selon un mode de réalisation, ledit élément a la même épaisseur que le couvercle.
Selon un mode de réalisation, le circuit comprend un support portant une puce.
Selon un mode de réalisation, le circuit comprend une entretoise entre des parties périphériques du couvercle et du support.
Selon un mode de réalisation, l'entretoise est fixée au couvercle par une colle.
Selon un mode de réalisation, l'entretoise comprend un logement contenant la colle.
Un mode de réalisation prévoit un circuit d'émission et/ou de réception optique tel que ci-dessus.
Selon un mode de réalisation, le circuit d'émission et/ou de réception optique comprend une cloison opaque de séparation entre des régions d'émission et/ou de réception optique du circuit.
Selon un mode de réalisation, l'entretoise et la cloison forment un ensemble monobloc.
Selon un mode de réalisation, la cloison opaque est formée d'un empilement de cordons de colle.
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Un mode de réalisation prévoit un procédé de fabrication d'un circuit tel que ci-dessus.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape a) de fabrication du couvercle par moulage.
Selon un mode de réalisation, le moulage est assisté par film.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, avant l'étape a), la mise en place dudit élément sur un film adhésif.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape b) de positionnement du couvercle par rapport à une puce du circuit.
Selon un mode de réalisation, ledit élément est transparent ou filtrant et est positionné à l'étape b) par rapport à un repère de la puce en observant le repère à travers ledit élément.
Brève description des dessins
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un mode de réalisation d'un circuit électronique ;
les figures 2A à 2D sont des vues schématiques en coupe illustrant un mode de mise en oeuvre d'un procédé de réalisation d'un couvercle de circuit électronique ;
les figures 3A et 3B sont des vues schématiques, respectivement en coupe et de dessus, illustrant un mode de réalisation d'un sous-ensemble d'un boîtier de circuit électronique ;
les figures 4A à 4C sont des vues schématiques en coupe illustrant un mode de mise en oeuvre d'un procédé de réalisation d'un circuit électronique ;
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la 4 figure 5 est une vue en coupe, partielle et
schématique, d'une variante du sous-ensemble des figures 3A et
3B ;
les figures 6A et 6B sont des vues schématiques,
respectivement en coupe et de dessus, illustrant un mode de réalisation d'un sous-ensemble d'un boîtier de circuit électronique ; et les figures 7A et 7B sont des vues schématiques en coupe illustrant un mode de mise en oeuvre d'un procédé de réalisation d'un circuit électronique.
Description détaillée
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, la puce électronique et les éléments de boîtier autres que le couvercle ne sont pas détaillés, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec la plupart des boîtiers et des puces électroniques courantes.
Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes avant, arrière, haut, bas, gauche, droite, etc., ou relative, tels que les termes dessus, dessous, supérieur, inférieur, etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes horizontal, vertical, etc., il est fait référence à l'orientation dans les figures, étant entendu que, en pratique, les dispositifs décrits peuvent être orientés différemment. Sauf précision contraire, les expressions approximativement, sensiblement, et de l'ordre de signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
La figure 1 est une vue en coupe d'un mode de réalisation d'un circuit électronique 100. Le circuit électronique 100 comprend une puce électronique 102 logée dans un boîtier 104.
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Le boîtier 104 comprend un support 110 et un couvercle 115. La puce 102 est disposée sur une partie centrale du support 110, dans un espace clos délimité notamment par le support 110 et le couvercle 115.
A titre d'exemple, la puce 102 comprend une région d'émission optique 120 et une région de réception optique 122. Ces régions d'émission/réception optique 120 et 122 sont par exemple séparées par une cloison opaque 124. La cloison 124 sépare ainsi l'espace clos délimité par le support et le couvercle en une zone d'émission 12 6 et une zone de réception 128. Les régions d'émission/réception optique 120 et 122 sont en regard d'éléments transparents 130 traversant le couvercle 115.
De façon plus générale, selon le type de circuit électronique, on pourra prévoir un ou plusieurs éléments quelconques à la place des deux éléments transparents 130 de cet exemple.
La face principale intérieure du couvercle 115, tournée vers la puce 102 et occupant le côté intérieur du couvercle, est plane. Une face plane désigne ici une face qui ne s'écarte pas de plus de 10 pm, de préférence de 5 pm, par rapport à un plan, sur plus de 90 %, par exemple plus de 95 %, du côté intérieur du couvercle, de préférence sur l'intégralité du côté intérieur du couvercle. En particulier, la face plane ne présente pas de reliefs de plus de 10 pm, de préférence pas de reliefs de plus 5 pm. La face plane est par exemple parallèle au plan principal de la puce.
Une entretoise, par exemple un cadre 140, entre les parties périphériques 142 et 144 du support 110 et du couvercle 115, relie mécaniquement le couvercle au support. Le cadre 140 est par exemple plus épais que la puce 102, et la puce 102 se trouve ainsi sous le niveau du couvercle 115. Le cadre 140 est typiquement collé (colles 146 et 148) aux parties périphériques respectives 142 et 144 du support 110 et du couvercle 115. A titre de variante, l'entretoise peut être une partie du support
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110, correspondant par exemple à des parties périphériques surélevées du support 110.
Le fait de prévoir une face plane permet d'obtenir un positionnement précis des éléments 130 dans le couvercle, ce qui permet d'éviter, dans le circuit électronique, des problèmes de défauts d'alignement entre la puce 102 et les éléments 130.
A titre d'exemple, le couvercle 115 a la forme d'une plaque d'épaisseur constante. On considère ici que le couvercle est d'épaisseur constante s'il ne présente pas, sur par exemple plus de 90 %, par exemple plus de 95 %, de préférence sur l'intégralité, de sa surface, de variation d'épaisseur de plus de par exemple 10 %, de préférence 5 %. L'épaisseur des éléments 130 est par exemple comprise entre 100 pm et 400 pm. A titre d'exemple, le couvercle 115 et les éléments 130 ont une même épaisseur constante.
Les figures 2A à 2D sont des vues schématiques en coupe illustrant un mode de mise en oeuvre d'un procédé de réalisation d'un couvercle 115 traversé par des éléments 130.
A titre d'exemple, on fabrique simultanément plusieurs couvercles 115 disposés en matrice, et les figures 2A à 2D illustrent la fabrication de deux couvercles voisins.
A l'étape de la figure 2A, on positionne les éléments 130, par exemple ayant une même épaisseur, sur une face plane d'un support adhésif, par exemple un premier film adhésif 200. Le film adhésif 200 est prévu pour maintenir les éléments 130 en place dans la suite du procédé, et pour pouvoir être retiré ensuite. A titre d'exemple, le film adhésif 200 est un film polymère, d'épaisseur par exemple comprise entre 10 et 100 pm, recouvert d'une couche d'un adhésif permettant une liaison mécanique temporaire. A titre d'exemple, on peut utiliser des adhésifs connus sous les dénominations commerciales Lintec C902 ou Nitto Revalpha.
A l'étape de la figure 2B, on recouvre les éléments 130 d'un deuxième film 210. Le film 210 s'appuie sur les faces supérieures des éléments 130. Le film 210 n'est pas en contact
B16613 - 17-GR2-0506 avec le film adhésif 200 entre les éléments 130. Le film 210 reste par exemple parallèle à la surface supérieure du film adhésif 200.
A l'étape de la figure 2C, on place l'ensemble de la structure obtenue à l'étape de la figure 2B dans un moule. Le film adhésif 200 et le film 210 sont contre des surfaces intérieures du moule, non représentées, par exemple planes et parallèles. On forme par moulage une couche 115A, par exemple d'épaisseur constante, entre les films. Au cours du moulage, les films s'appuient sur les surfaces du moule. A titre d'exemple, la couche 115A est en un polymère thermodurcissable.
A l'étape de la figure 2D, on retire le film adhésif 200 et le film 210, puis on divise la couche 115A en couvercles 115 individuels, par exemple par découpe selon des lignes 220. Dans chacun des couvercles 115 obtenus, le matériau de la couche 115A adhère aux flancs des éléments 130, ce qui maintient les éléments 130 en place dans le couvercle. Chacun des couvercles 115 ainsi obtenus a une face principale plane, et de préférence ses deux faces principales planes et parallèles entre elles.
Le procédé des figures 2A à 2D permet d'obtenir, dans chaque couvercle 115, une ou des distances dl entre les éléments 130 précises, avec une précision meilleure que par exemple de l'ordre de 5 pm. A titre d'exemple, les distances dl sont comprises entre 0.5 mm et 5 mm. Ces distances dl sont obtenues avec précision malgré le fait que, lors du moulage de l'étape de la figure 2C, des déplacements des éléments 130 peuvent survenir, par exemple suite à des déformations du film adhésif 200. De tels déplacements se produisent notamment lorsque la couche 115A correspond à plusieurs centaines, voire plusieurs milliers de couvercles 115. Ces déplacements affectent de la même façon des régions entières de la couche 115A, et les éléments 130 voisins se déplacent ensemble. De ce fait, les valeurs des distances dl dans les couvercles 115 sont les mêmes que celles obtenues à la mise en place des éléments 130 à l'étape 2A. Il en résulte que les distances dl sont obtenues
B16613 - 17-GR2-0506 avec précision même si les distances d2 entre les éléments 130 et les lignes de coupe 220 peuvent varier d'un couvercle 115 à 1'autre.
Bien que l'on ait réalisé la couche 115A par moulage assisté par un film 210 à l'étape de la figure 2B, à titre de variante, le film 210 peut être omis.
Les figures 3A et 3B sont des vues schématiques, en coupe et de dessus, et illustrent un mode de réalisation d'un sous-ensemble 300 d'un boîtier de circuit électronique. Le plan de coupe de la figure 3A est le plan A-A représenté en figure 3B.
Le sous-ensemble 300 comprend le cadre 140 et par exemple la cloison de séparation 124. Le sous-ensemble 300 est par exemple monobloc. Typiquement, le sous-ensemble 300 est formé par moulage, par exemple en un polymère thermodurcissable, par exemple le même polymère que celui de la couche 115A de la figure 2C.
A titre d'exemple, le cadre 140 a une face principale 302 plane. Le cadre 140 peut être rectangulaire, la cloison de séparation 124 reliant deux montants opposés du cadre. La cloison 124 a par exemple une face située dans le plan de la face 302. Pour un circuit électronique d'émission et/ou de réception optique, le matériau du sous-ensemble 300 est de préférence opaque aux longueurs d'ondes des signaux émis et reçus par le circuit.
Les figures 4A à 4C sont des vues schématiques en coupe illustrant un mode de mise en oeuvre d'un procédé de réalisation d'un circuit électronique, par exemple à partir d'un sous-ensemble 300 du type de celui des figures 3A et 3B et d'un couvercle 115 du type de ceux obtenus par le procédé des figures 2A à 2D.
A l'étape de la figure 4A, on dispose une puce 102 sur une partie centrale d'un support 110, par exemple une puce d'émission/réception optique comprenant des régions 120, 122 d'émission et de réception optique. On lie mécaniquement, par
B16613 - 17-GR2-0506 exemple par une colle 146, le cadre 140 du sous-ensemble 300 à la partie périphérique 142 du support 110, de sorte que la cloison 124 du sous-ensemble 300 soit située sur la puce entre les régions 120 et 122. La face plane 302 du sous-ensemble 300 est située du côté opposé au support 110.
A l'étape de la figure 4B, on approche de la face 302 du cadre 140 la face plane du couvercle 115. On positionne le couvercle 115 par rapport à la puce 102, par exemple par un déplacement horizontal 400 amenant un des éléments 130 dans une position ajustée, selon un axe 402, en regard d'une région 120 d'émission ou de réception optique. On peut, le cas échéant ajuster le couvercle 115 en rotation pour amener un autre élément 130 dans une position ajustée selon un axe 412.
Du fait que les distances dl entre éléments sont précises, on peut ainsi positionner avec précision tous les éléments 130. Ceci est possible malgré d'éventuelles variations des distances d2 entre les éléments 130 et les bords du couvercle 115, car on peut déplacer librement le couvercle horizontalement. Dans cet exemple, cette possibilité de déplacer librement le couvercle horizontalement provient du fait que la face principale du couvercle tournée vers l'intérieur du circuit est plane. On pourrait prévoir toute autre forme du couvercle adaptée à permettre de déplacer horizontalement le couvercle par rapport au support.
A titre d'exemple, pour amener un élément 130 dans une position précise, on a prévu un repère sur la puce, par exemple on utilise un bord d'un composant d'émission optique de la puce. On ajuste la position de l'élément transparent 130 par rapport au repère en observant le repère à travers l'élément transparent. On peut pour cela utiliser tout procédé connu permettant d'ajuster la position de l'élément 130, par exemple par un laser ou par observation optique.
A titre de variante, on peut positionner tout type d'élément 130, spécifique à un circuit électronique, par rapport à une puce du circuit électronique positionnée sur un support
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110, par exemple en ajustant la position d'une partie accessible de l'élément 130 par rapport à un repère accessible sur le support 110. On pourra pour cela prévoir un accès optique à ces repères.
A l'étape de la figure 4C, on lie mécaniquement le couvercle 115 au cadre 140 du sous-ensemble 300, par exemple par une colle 148, dans la position obtenue à l'étape de la figure 4B. A titre d'exemple, la colle 148 est mise en place avant l'étape de la figure 4B et on procède à la polymérisation de la colle 148 à l'étape de la figure 4C. La cloison 124 peut être collée au couvercle.
La figure 5 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un exemple de variante du cadre 140 du sousensemble 300 des figures 3A et 3B.
Le cadre 140 présente, sur sa face destinée à être collée au couvercle 115, un logement 500 pour loger la colle 148. A titre d'exemple, le logement 500 est une rainure faisant le tour de la face 302 du cadre entre deux épaulements 504 et 506. A titre de variante non représentée, le logement 500 est délimité par un seul épaulement et débouche dans le bord extérieur ou intérieur du cadre. De façon similaire, le cadre 140 peut présenter, sur sa face destinée à être collée au support 110, un logement 510 pour loger la colle 146. Le logement 510 peut être une rainure, ou un logement délimité par un épaulement et débouchant dans le bord extérieur ou intérieur du cadre.
Les figures 6A et 6B sont des vues schématiques en coupe et de dessus illustrant un mode de réalisation d'un cadre 140A d'un boîtier de circuit électronique. Le plan de coupe A-A de la figure 6A est représenté en figure 6B.
Le cadre 140A est identique au cadre 140 du sousensemble 300 de la figure 3A, à la différence que le cadre 140A ne forme pas un ensemble monobloc avec la cloison 124. En particulier, la variante du cadre 140 de la figure 5 est compatible avec la cadre 140A.
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Les figures 7A et 7B sont des vues schématiques en coupe illustrant un mode de mise en oeuvre d'un procédé de réalisation d'un circuit électronique, par exemple à partir du cadre des figures 6A et 6B et de couvercles 115 du type de ceux obtenus par le procédé des figures 2A à 2D.
L'étape de la figure 7A correspond à celle de la figure 4A, dans laquelle on forme, à la place de la cloison 124, entre les régions 120 et 122 d'émission/réception de la puce, un cordon de colle ou un empilement de cordons de colle 124A. A titre d'exemple, chaque cordon de colle 124A a une épaisseur comprise entre 200 pm et 1 mm. A titre d'exemple, l'empilement comprend 4 cordons ou plus. Les cordons 124A sont par exemple en une colle telle que celle connue sous la dénomination commerciale Delo GE7985, ou en tout autre matériau destiné à durcir, par exemple par polymérisation, convenant pour former un cordon ou des cordons superposés, de préférence opaques après durcissement.
A l'étape de la figure 7B, on met en oeuvre successivement des étapes similaires à celles des figures 4B et 4C. On a prévu une épaisseur totale de l'empilement de cordons 124A suffisante pour que le couvercle 115 appuie sur le sommet de l'empilement lors de la mise en place du couvercle. L'empilement se déforme. Après mise en place du couvercle, le durcissement du matériau des cordons permet d'obtenir une cloison opaque.
Dans le circuit électronique obtenu, la cloison opaque est ainsi formée de l'empilement des cordons 124A. A titre de variante du procédé des figures 7A et 7B, on peut former la cloison par tout autre moyen adapté.
Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, bien que l'on ait décrit des exemples appliqués à des éléments 130 transparents, les modes de réalisation décrits s'appliquent plus généralement à tout élément logé dans un couvercle pour lequel les mêmes problèmes
B16613 - 17-GR2-0506 se posent, en particulier des éléments comprenant des lentilles, par exemple de focalisation de signaux optiques, ou des éléments filtrants permettant d'éliminer tout ou partie de rayonnements optiques ayant des longueurs d'ondes différentes de celles de 5 signaux optiques émis ou reçus par le circuit intégré.
Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation décrit est à la portée de l'homme du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Circuit électronique, comprenant un couvercle (115) traversé par un élément (130) et présentant une face principale intérieure plane.
    2. Circuit selon la revendication 1, dans lequel ledit élément (130) est transparent, filtrant ou comprend une lentille. 3. Circuit selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le couvercle (115) est d'épaisseur constante. 4. Circuit selon la revendication 3, dans laquelle ledit élément (130) a la même épaisseur que le couvercle (115).
  2. 5. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant un support (110) portant une puce (102).
  3. 6. Circuit selon la revendication 5, comprenant une entretoise (140) entre des parties périphériques du couvercle (115) et du support (110).
  4. 7. Circuit selon la revendication 6, dans lequel l'entretoise (140) est fixée au couvercle (115) par une colle (148) .
  5. 8. Circuit selon la revendication 7, dans lequel l'entretoise (140) comprend un logement (500) contenant la colle (148) .
  6. 9. Circuit d'émission et/ou de réception optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
  7. 10. Circuit selon la revendication 9, comprenant une cloison opaque (124) de séparation entre des régions d'émission (120) et/ou de réception (122) optique du circuit.
  8. 11. Circuit selon la revendication 10, dans lequel l'entretoise (140) et la cloison (124) forment un ensemble monobloc (300).
  9. 12. Circuit selon la revendication 10, dans lequel la cloison opaque est formée d'un empilement de cordons de colle (124A) .
  10. 13. Procédé de fabrication d'un circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.
    B16613 - 17-GR2-0506
  11. 14. Procédé selon la revendication 13, comprenant une étape a) de fabrication du couvercle (115) par moulage.
  12. 15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel le moulage est assisté par film (210).
    5
  13. 16. Procédé selon la revendication 14 ou 15, comprenant, avant l'étape a), la mise en place dudit élément (130) sur un film adhésif (200) .
  14. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, comprenant une étape b) de positionnement du couvercle
    10 (115) par rapport à une puce (102) du circuit.
  15. 18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel ledit élément (130) est transparent ou filtrant et est positionné à l'étape b) par rapport à un repère de la puce en observant le repère à travers ledit élément.
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