FR3117302A1 - Module électronique et procédé de fabrication associé - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un module électronique comportant un bloc principal (101) et une couche de protection (120). Le bloc principal (101) comporte des faces latérales (1021, 1022). La couche de protection (120) est reliée électriquement au bloc principal (101) via au moins une partie de connexion (102, 103) présente au niveau d’une des faces latérales (1021, 1022) dudit bloc principal (101). Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Module électronique et procédé de fabrication associé
La présente invention concerne un module électronique ainsi qu’un procédé de fabrication d’un tel module électronique.
L’intégration d’un jeu de fonctions sur une carte électronique nécessite d’agencer de nombreux composants et modules électroniques dont les contraintes multiples et hétérogènes rendent difficile l’obtention d’une configuration performante pour l’ensemble des briques fonctionnelles mis en jeu.
L’établissement d’une fonctionnalité standard conduit soit à une contrainte pour les nouvelles cartes électroniques qui utiliseront ce standard en imposant les choix technologiques du standard original à l’ensemble de la carte développée, soit à une dégradation du standard original à chaque itération de réemploi pour pouvoir l’adapter à l’implantation des autres fonctionnalités de la carte hôte.
Une fonctionnalité standard n’existe de fait qu’au niveau d’un composant électronique, car ce dernier permet de séparer la technologie nécessaire à la production dudit composant de celle nécessaire à la production de la carte électronique équipée complète.
La génération de Modules Haute Densité cherche à concentrer plusieurs fonctions interconnectées dans un même boîtier ce qui nécessite un développement coûteux sur une échelle de temps pluriannuelle pour chaque déclinaison de groupes fonctionnels. Ces modules intégrant des ceintures et capot métalliques souffrent de déformations mécaniques lors des opérations de montage sur leur carte électronique hôte qu’il faut compenser par la conception dans les phases de développement. Le routage et l’implantation intrinsèque d’un composant produit pour une fonctionnalité individuelle standard ne doit être ni une contrainte pour la carte électronique hôte ni dégradée par celle-ci.
Le développement d’une fonction électronique dans un boîtier est directement lié au développement de la puce que le boîtier contient. L’équilibre économique du développement d’une puce en boîtier n’est atteignable que par le volume de production demandé par le marché industriel associé à un besoin industriel très souvent générique.
Le développement d’une fonction plus spécifique au contexte de la carte électronique n’est pas compatible avec les coûts et les volumes en usage dans la micro-électronique. Ceci conduit à dégrader la densité des applications électroniques sur la carte pour conserver une performance fonctionnelle relative en associant des motifs d’adaptation dont l’agencement présente une grande complexité et implique d’augmenter la technologie du circuit imprimé lui-même.
Des technologies mixtes de type Sip (acronyme de l’expression anglo-saxonne « Single inline Package ») qui combinent des puces nues et des composants discrets sont réservées à des marchés associés à un volume de production important (supérieur à 100 000 unités par an) dont l’ensemble des compétences sont disponibles par le producteur du système et requière un accès à l’approvisionnement de puces nues.
Il est constant de rechercher à résoudre la question de la production d’un boîtier sans accès au développement ni à l’approvisionnement de puces micro-électroniques nues pour des volumes nominaux de production restreints par le marché auquel il répond (inférieur à 100 000 unités par an).
L’hétérogénéité et la densité croissante de fonctions sur une carte électronique nécessite de plus en plus de cloisonner les modules électroniques et d’introduire des éléments mécaniques de protection CEM (acronyme de l’expression Compatibilité Electromagnétique) au plus proche des fonctions individuelles. Ces éléments pénalisent le niveau d’intégration des cartes et complexifient les procédés d’assemblage et de test, ce qui augmente les coûts de fabrication.
Le document FR3061404 divulgue un module électronique comportant un bloc principal. Ce bloc principal comprend :
- un composant électronique ;
- une résine entourant le composant électronique ;
- un circuit imprimé supportant le composant électronique et relié électroniquement audit au moins un composant, ledit circuit imprimé comportant une couche n°3, une couche n°2 et une couche n°1 empilées les unes sur les autres, une surface inférieure de la couche numéro 1 étant destinée à supporter l’ensemble desdites couches. La couche n°1 et la couche n°2 comprennent chacune une partie diélectrique et une partie électriquement conductrice. Un pont électriquement conducteur de type via métallisé relie électriquement les deux parties électriquement conductrices de la couche n°1 et de la couche n°2. Ces parties électriquement conductrices et ce pont électriquement conducteur forment un réseau conducteur dans le circuit imprimé. Le bloc principal comporte six faces dont :
- une face supérieure ;
- une face inférieure formée par la surface inférieure de la couche n°1 ;
- quatre faces latérales disposées entre la face supérieure et la face inférieure.
Le module électronique comporte également une couche de protection adaptée pour réduire le champ électromagnétique au voisinage du composant électronique. Cette couche de protection s’étend sur la face supérieure du bloc principale et sur les quatre faces latérales de ce bloc principal. La couche de protection est reliée électriquement au réseau conducteur du circuit imprimé par un trou métallisé qui traverse ledit circuit imprimé sur toute son épaisseur. Or la présence d’un tel trou traversant, peut dégrader le niveau de sensibilité à l’humidité du module électronique. En effet, la face inférieure du bloc principal n’étant pas recouverte par la couche de protection, une remontée d’humidité, par exemple sous forme de vapeur, est possible le long de ce trou traversant. En outre, le trou traversant est bordé par des pattes conductrices qui viennent remonter sur la face supérieure du bloc principal. Ces pattes viennent créer des protubérances sur cette face supérieure. Or, ces protubérances peuvent gêner à terme l’adhésion de la couche de protection sur la face supérieure du bloc principale. En outre, il est nécessaire de réserver un espace particulier dans le module électronique pour le passage du trou traversant, ce qui apporte une contrainte supplémentaire dans le dimensionnement de ce module.
Il existe donc un besoin d’améliorer la protection CEM du module électronique tout en conservant une étanchéité à l’humidité optimale.
La présente invention vise à remédier au moins en partie à ce besoin.
Plus particulièrement, la présente invention vise à améliorer la conception d’un module électronique pour une carte électronique.
Un premier objet de l’invention concerne un module électronique comportant :
- un bloc principal comprenant :
- au moins un composant électronique ;
- une résine entourant, au moins en partie, ledit composant électronique ;
- un circuit imprimé supportant ledit composant électronique et relié électriquement audit composant, ledit circuit imprimé comportant une pluralité de couches empilées les unes sur les autres, une surface inférieure d’une dernière couche étant destinée à supporter l’ensemble desdites couches, tout ou partie des couches comprenant au moins une partie diélectrique et au moins une partie électriquement conductrice ;
- une pluralité de ponts électriquement conducteurs, chaque pont reliant électriquement deux parties électriquement conductrices de deux couches qui se suivent dans le circuit imprimé, la pluralité de ponts électriquement conducteurs et les parties électriquement conductrices des différentes couches formant un réseau conducteur dans le circuit imprimé ;
ledit bloc principal comportant six faces dont :
- une face supérieure ;
- une face inférieure formée par la surface inférieure de la dernière couche du circuit imprimé ;
- quatre faces latérales disposées entre la face supérieure à la face inférieure ;
ledit module électronique comportant une couche de protection adaptée pour
réduire le champ électromagnétique au voisinage du composant électronique, ladite couche de protection s’étendant sur la face supérieure du bloc principal et sur les quatre faces latérales dudit bloc principal. Le module électronique comprend au moins une partie de connexion, ladite partie de connexion étant adaptée pour relier électriquement la couche de protection au réseau conducteur du circuit imprimé au niveau d’une face latérale du bloc principal.
Ainsi, le blindage CEM du module électronique est amélioré et l’interconnexion entre le réseau conducteur interne au circuit imprimé et la couche de protection externe est facilitée. En outre, cette interconnexion entre la couche de protection externe et le réseau conducteur étant à l’intérieur du circuit imprimé, on limite les risques de remontée d’humidité dans le module électronique.
Dans un mode de réalisation particulier, le module électronique comprend plusieurs parties de connexion respectivement présentes au niveau d’une ou de plusieurs faces latérales du bloc principal.
Dans un mode de réalisation particulier, la couche de protection a une épaisseur supérieure ou égale à 5 µm et inférieure ou égale à 1 mm.
Dans un mode de réalisation particulier, le module électronique comporte au moins un lamage s’étendant dans la résine au droit du composant électronique.
Le lamage permet d’augmenter la conduction thermique autour du composant électronique. La chaleur dégagée par ce composant lors de son fonctionnement est alors plus facilement évacuée.
Dans un mode de réalisation particulier, le module électronique comprend au moins un matériau non organique électriquement isolant apte limiter une remontée d’humidité dans le bloc principal.
Un autre objet de l’invention concerne un procédé de fabrication d’un module électronique. Ce procédé comprend les étapes suivantes :
- une étape d’assemblage d’au moins un composant électronique sur un circuit imprimé, ledit composant étant relié électriquement audit circuit imprimé, ledit circuit imprimé comportant une pluralité de couches empilées les unes sur les autres, une surface inférieure d’une dernière couche étant destinée à supporter l’ensemble desdites couches, tout ou partie des couches du circuit imprimé comprenant au moins une partie diélectrique et au moins une partie électriquement conductrice, ledit circuit imprimé comportant une pluralité de ponts électriquement conducteurs, chaque pont reliant électriquement deux parties électriquement conductrices de deux couches qui se suivent dans le circuit imprimé, la pluralité de ponts électriquement conducteurs et les parties électriquement conductrices des différentes couches formant un réseau conducteur dans le circuit imprimé ;
- une étape d’application d’une résine pour entourer, au moins en partie, le composant électronique ;
- une première étape de sciage de la résine et du circuit imprimé pour former, au moins en partie, un bloc principal du module électronique, ledit bloc principal comportant six faces dont :
- une face supérieure ;
- une face inférieure formée par la surface inférieure de la dernière couche du circuit imprimé ;
- quatre faces latérales disposées entre la face supérieure et la face inférieure ;
- une étape d’application d’une couche de protection sur le bloc principal du module électronique, ladite couche de protection étant adaptée pour réduire le champ électromagnétique au voisinage du composant électronique, ladite couche de protection s’étendant sur la face supérieure du module électrique et sur les quatre faces latérales dudit module. Le module électronique comprend au moins une partie de connexion, ladite partie de connexion étant adaptée pour relier électriquement la couche de protection au réseau conducteur du circuit imprimé au niveau d’une face latérale du bloc principal.
Dans un mode de réalisation particulier, la première étape de sciage comprend la réalisation d’au moins un lamage s’étendant dans la résine au droit du composant électronique.
Dans un mode de réalisation particulier, la résine est appliquée sur un vernis pelable présent sur la surface inférieure de la dernière couche.
Dans un mode de réalisation particulier, le procédé comporte, suite à l’étape d’application de la couche de protection, une seconde étape de sciage pour former le module électronique.
Dans un mode de réalisation particulier, le procédé comporte une étape de retrait du vernis pelable et de la résine associée.
Un autre objet de l’invention concerne une carte électronique comportant au moins un module électronique selon un des objets précédents.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d’exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels :
la est une vue en coupe d’un module électronique selon l’invention ;
la est une vue en coupe partielle du module électronique de la ;
la est une vue en coupe partielle d’un module électronique selon une première variante de réalisation de l’invention ;
la est une vue en coupe partielle d’un module électronique selon une seconde variante de réalisation de l’invention ;
la est une vue en coupe d’une plaque comportant une pluralité de composants électroniques dans une première étape d’un procédé de fabrication du module électronique de la ;
la est la vue en coupe de la plaque de la dans une seconde étape du procédé de fabrication du module électronique de la ;
la est la vue en coupe de la plaque de la dans une troisième étape du procédé de fabrication du module électronique de la ;
la est la vue en coupe de la plaque de la dans une quatrième étape du procédé de fabrication du module électronique de la ;
la est la vue en coupe de la plaque de la dans une cinquième étape du procédé de fabrication du module électronique de la ;
la est la vue en coupe de la plaque de la dans une sixième étape du procédé de fabrication du module électronique de la .
la est un chronogramme illustrant l’enchaînement des différentes étapes du procédé de fabrication des figures 5 à 10.
Sur les différentes figures, les éléments identiques ou similaires portent les mêmes références.
La et la représentent un module électronique 10. Ce module 10 est adapté pour réaliser une ou plusieurs fonctions individuelles, telles qu’un interrupteur Haute Tension, un module audio ou autres.
Le module électronique 10 comporte :
- un bloc principal 101 ;
- une couche de protection 120 ;
- au moins une partie de connexion 102, 103.
Le bloc principal 101 constitue la partie principale du module électronique 10. Il comprend :
- une pluralité de composants électroniques 1011A, 1011B, 1011C, 1011D, 1011E, 1011F, 1011G ;
- une résine 1012 ;
- un circuit imprimé 1013.
Un composant électronique est destiné à être assemblé avec un ou plusieurs autres composants électroniques en vue de réaliser la ou les fonctions individuelles du module électronique 10. Ce peut être un composant actif tel qu’une puce ou un composant passif tel qu’un condensateur ou une inductance. Le composant électronique peut également être un MEMS acronyme de l’expression anglo-saxonne « Micro Electro Mechanical System ». Un composant électronique comprend généralement un corps principal 10111 et une pluralité de broches 10112 disposées entre ledit corps principal 10111 et le circuit imprimé 1013. La taille du corps principal 10111 et le nombre de broches 10112 de chaque composant électronique sont variables.
La résine 1012 est adaptée pour entourer les composants électroniques 1011A, 1011B, 1011C, 1011D, 1011E, 1011F, 1011G dans le bloc principal 101. Cette résine est, par exemple, une résine de type époxy. Cette résine est étanche au liquide mais elle peut être non-hermétique au gaz, ce qui entraîne un risque de diffusion d’humidité à l’intérieur du bloc principal 101.
Les composants électroniques 1011A, 1011B, 1011C, 1011D, 1011E, 1011F, 1011G sont supportés par le circuit imprimé 1013. Ce circuit imprimé 1013 comporte une pluralité de couches 1015, 1016, 1017, 1018 empilées les unes sur les autres. Ainsi, une première couche 1015 est disposée au-dessus de la pile de couches. Une quatrième couche 1018 est disposée au-dessous de ladite pile de couches. Une seconde couche 1016 et une troisième couche 1017 sont disposées entre la première couche 1015 et la quatrième couche 1018. La seconde couche 1016 est ainsi positionnée sous la première couche 1015 et la troisième couche 1017 est positionnée sur la quatrième couche 1018. La quatrième couche 1018 comporte une surface inférieure 10183 supportant l’ensemble desdites couches 1015, 1016, 1017, 1018.
Chaque couche 1015, 1016, 1017, 1018 comprend une partie diélectrique 10151, 10161, 10171, 10181 et une partie électriquement conductrice 10152, 10162, 10172, 10182. Le circuit imprimé 1013 comprend également des plots de connexion 1019 disposés sous la quatrième couche 1018.
Des ponts électriquement conducteurs 10191, 10192, 10193, 10194, 10195, 10196, 10197, 10198 sont disposés dans le circuit imprimé 1013. Parmi ces ponts, on distingue des ponts 10197 reliant électriquement la partie électriquement conductrice 10152 de la première couche 1015 avec des broches 10112 des composants électroniques. D’autres ponts 10198 relient électriquement la partie électriquement conductrice de la quatrième couche 1018 avec des plots de connexion 1019. Enfin d’autres ponts électriquement conducteurs 10191, 10192, 10193, 10194, 10195, 1096 relient deux parties électriquement conductrices de deux couches qui se suivent dans le circuit imprimé. Ainsi, des premiers ponts électriquement conducteurs 10191, 10192 relient électriquement la partie électriquement conductrice 10152 de la première couche 1015 avec la partie électriquement conductrice 10162 de la seconde couche 1016. De la même manière des seconds ponts électriquement conducteurs 10193, 10194 relient électriquement la partie électriquement conductrice 10162 de la seconde couche 1016 avec la partie électriquement conductrice 10172 de la troisième couche 1017. Enfin, des troisièmes ponts électriquement conducteurs 10195, 10196 relient électriquement la partie électriquement conductrice 10172 de la troisième couche 1017 avec la partie électriquement conductrice 10182 de la quatrième couche 1018. Chaque premier pont électriquement conducteur 10191, 10192 est ici respectivement aligné verticalement avec un second pont électriquement conducteur 10193, 10194 et un troisième pont électriquement conducteur 10195, 10196. En variante, les différents ponts peuvent ne pas être alignés verticalement. Les différents ponts 10191, 10192, 10193, 10194, 10195, 10196, 10197, 10198 forment avec les parties électriquement conductrices 10152, 10162, 10172, 10182 des différentes couches 1015, 1016, 1017, 1018 tout ou partie d’un réseau conducteur dans le circuit imprimé 1013. Ce réseau conducteur est notamment représenté en gris foncé dans les différentes figures 1 à 10.
Sur la , le bloc principal 101 comporte six faces visibles. Ces six faces comportent :
- une face supérieure 1020 ;
- une face inférieure formée par la surface inférieure 10183 de la dernière couche 1018 du circuit imprimé 1013 ;
- quatre faces latérales 1021, 1022 disposées entre la face supérieure 1020 et la face inférieure 10183. Seules deux faces latérales 1021, 1022 sont ici représentées.
Le module électronique 10 comporte également une couche de protection 120. Cette couche de protection 120 est adaptée pour protéger le bloc principal 101 contre des infiltrations d’humidité. En outre, cette couche de protection 120 peut être composée d’un matériau métallique en vue de réaliser un blindage électrique du module électronique 10.
Enfin, le module électronique 10 comporte au moins une partie de connexion 102, 103. Chaque partie de connexion 102, 103 est adaptée pour relier électriquement la couche de protection 120 au réseau conducteur du circuit imprimé 1013. Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, le module électronique 10 comporte une première partie de connexion 102 et une seconde partie de connexion 103. La première partie de connexion 102 prolonge la partie électriquement conductrice 10162 de la seconde couche 1016 vers la face latérale 1022 du bloc principal 101. La seconde partie de connexion 103 prolonge la partie électriquement conductrice 10172 de la troisième couche 1017 vers la face latérale 1021 opposée à la face latérale 1022 du bloc 101. Dans ce mode de réalisation, la première partie de connexion 102 et la seconde partie de connexion 103 présentent la même épaisseur et sont dans le même matériau que les parties électriquement conductrices 10162, 10172 des couches 1016, 1017. Les frontières entre ces parties de connexion 102, 103 et le reste du réseau conducteur sont représentées par des pointillés sur la et sur la . En variante, les parties de connexion 102, 103 relient électriquement la même face latérale du bloc 101. Dans un autre mode de réalisation, le nombre de parties de connexion est supérieur à deux. Ce nombre de parties de connexion peut, par exemple, être identique ou supérieur au nombre de couches constituant le circuit électronique 1013. Toutes les combinaisons sont possibles.
Dans un autre mode de réalisation, les parties de connexion ont des épaisseurs différentes par rapport aux parties électriques des différentes couches. Elles peuvent, en outre, être composées d’un matériau électriquement conducteur différent du matériau électriquement conducteur du réseau conducteur.
On notera également que la couche de protection 120 a une épaisseur supérieure ou égale à 5 µm et inférieure ou égale à 1 mm.
La illustre une variante de réalisation de l’invention dans laquelle, le module électronique 10 comporte des lamages 104C et 104D s’étendant dans la résine 1012 au droit de composants électroniques 1011C, 1011D. Ainsi, un premier lamage 104C s’étend au droit d’un premier composant électronique 1011C et un second lamage 104D s’étend au droit d’un second composant électronique 1011D. La largeur et la profondeur des lamages 104C, 104D sont différentes. Le premier lamage 104C présente une grande largeur et une faible profondeur alors que le second lamage 104D a une plus faible largeur et une plus grande profondeur. Les lamages 104C, 104D permettent d’augmenter la conduction thermique au niveau des composants électroniques 1011C, 1011D respectifs.
La illustre une autre variante de réalisation dans laquelle le module électronique 10 comprend un matériau non organique électriquement isolant 105 apte à limiter une remontée d’humidité dans le bloc principal 101. Ce matériau non organique constitue une barrière contre des remontées humides provenant notamment de la surface inférieure 10183 de la dernière couche du circuit imprimé 1013. Ce matériau non organique est, par exemple, un oxyde non-stœchiométrique comme du SiOX avec X inférieur à 2. Ce matériau forme une barrière de protection présentant une épaisseur pouvant être comprise entre 0,1 et 1 µm. En variante, d’autres matériaux non organiques peuvent être utilisés tel que tout autre oxyde (Al2O3, …) ou nitrure (Si3N4, …) ou carbure. Dans l’exemple de la , le matériau non organique électriquement isolant 105 entoure la partie électriquement conductrice 10182 de la quatrième couche pour former la barrière limitant la remontée d’humidité.
Les figures 5 à 11 illustrent un exemple d’un procédé de fabrication du module électronique conforme à l’invention.
Dans une première étape E1 de fabrication illustrée à la , une plaque 106 comprend une pluralité de composants électroniques 1011A, 1011B, 1011C, 1011D, 1011E, 1011F, 1011G montée sur un circuit imprimé général 107. Les composants électroniques sont organisés par groupe de composants. Chaque groupe de composants comporte le même nombre et la même organisation de composants. Chaque groupe de composants comprend ici sept composants 1011A, 1011B, 1011C, 1011D, 1011E, 1011F, 1011G de taille de corps principal et de nombre de broches variables. Le circuit imprimé général 107 comprend un ensemble de couches interconnectées. Ces interconnections sont répétées de manière identique sous les différents groupes de composants, de sorte qu’il est possible de produire à partir d’une même plaque 106 une pluralité de modules électroniques identiques. Les composants électroniques 1011A, 1011B, 1011C, 1011D, 1011E, 1011F, 1011G sont ici montés en surface selon la technologie CMS acronyme de l’expression anglo-saxonne « Composant Mounted Surface ». Cette technologie consiste à braser les composants électroniques à la surface du circuit imprimé général 107, plutôt que de faire passer des broches des composants au travers. Elle permet un assemblage en panoplie d’une fonction électronique individuelle sans avoir recours, systématiquement, à une ou plusieurs technologies d’interconnexions de micro-électronique tel que la thermocompression ou le câblage par fil. On notera que dans l’exemple de la , un vernis pelable 130 est présent sur la surface inférieure de la dernière couche. Ce vernis pelable 130 est adapté pour encapsuler les plots de connexion 1019 pour les protéger au cours du procédé de fabrication du module électronique. Ce vernis pelable 130 est par exemple un film pelable obtenu par sérigraphie et destiné à lisser la face inférieure du module électronique 10. Cela permet de poursuivre les étapes du procédé de fabrication en panoplie en sécurisant les manipulations.
Dans une seconde étape E2 de fabrication illustrée à la , de la résine 1012 est appliquée pour entourer les différents composants électroniques 1011A, 1011B, 1011C, 1011D, 1011E, 1011F, 1011G. Cette résine 1012 permet de renforcer l’isolement électrique des terminaisons entre composants. En outre, elle permet d’obtenir une surface supérieure de plaque 106 bien parallèle à la surface inférieure de cette plaque. On notera que de la résine 1012 est également appliquée sur le vernis préalable 130.
En générale, la résine 1012 est appliquée par pulvérisation. En variante, cette résine 1012 est mise en œuvre par des bains classiques.
Dans une troisième étape E3 de fabrication illustrée à la , on vient scier la résine 1012 et le circuit imprimé général 107 pour former partiellement une pluralité de blocs principaux 101. L’opération de sciage vient ainsi créer des rainures 140 séparatives pour constituer les différentes faces latérales des blocs principaux 101. Les différents blocs principaux 101 restent cependant liés ensemble par le vernis pelable 130, la résine 1012 et une épaisseur résiduelle du circuit imprimé 1013. La profondeur des rainures 140 permet de définir la surface de blindage que l’on va pouvoir obtenir pour améliorer la compatibilité électromagnétique du module électronique final. En outre, les rainures 140 vont permettre de mettre à nu des parties de connexion du circuit imprimé général 107. Enfin, les rainures 140 sont ici droites ce qui permettra d’obtenir des bords verticaux pour les modules électroniques. On notera qu’au cours de la troisième étape E3, il est de réalisé des lamages 104C, 104D au droit des composants électroniques 1011C et 1011D.
Dans une quatrième étape E4 de fabrication illustrée à la , on vient appliquer la couche de protection 120 sur la plaque 106. Cette couche de protection va alors recouvrir la résine 1012 des faces supérieures et des faces inférieures des différents blocs principaux pour constituer des modules électroniques 10. La couche de protection 120 pénètre également dans les lamages 104C, 104D. En outre, cette couche de protection 120 pénètre dans les rainures 140. La couche de protection 120 va alors venir en contact avec les parties de connexions du circuit général 107 mises à nu lors de l’opération de sciage précédente.
Dans une cinquième étape E5 de fabrication illustrée à la , on vient approfondir pas sciage les rainures 140, de sorte que la couche de vernis pelable 130 soit interrompue.
Enfin dans une sixième étape E6 de fabrication illustrée à la , le vernis pelable et la résine associée sont retirés. On obtient ainsi plusieurs modules électroniques 10 indépendants. Les modules électroniques comprennent une multitude de couches dont l’ensemble des interconnexions sont internes audit module électronique. L’enfouissement de pistes d’interconnexion permet de supprimer l’utilisation d’un vernis épargne de brasage et facilite l’enrobage de la résine autour des composants électroniques.
Chaque module électronique 10 est ensuite marqué. Ce marquage comprend au minimum un indicateur de polarité, une référence produit et une référence de lot. Tout ou partie des modules électroniques 10 sont testés avant leur conditionnement.
Les différents modules 10 pourront être associés sur une même carte électronique en vue d’obtenir la ou les fonctions souhaitées. Le blindage CEM apporté par la couche de protection dans chaque module électronique 10 assurera un fonctionnement optimal de la dite carte électronique.
Le procédé de fabrication du module électronique apporte les avantages suivants :
- il permet un traitement en lot des opérations de fabrication d’un assemblage de module de circuit imprimé PCMA acronyme de l’expression anglo-saxonne « Printed Circuit Module Assembly » ;
- il permet la mise en œuvre de boîtiers dont l’assemblage reste exclusivement compatible des assemblages CMS standard (sérigraphie de crème à braser, report du composant avec alimentation par bande ou depuis un plateau, refusion) ;
- il permet l’application des procédés d’arrière-plan (« back-end » en anglais) microélectronique que sont le transfert sur film et le sciage avec profondeur contrôlée des plaquettes ( « wafer » en anglais) appliqués au PCMA ;
- il permet l’utilisation d’un procédé de métallisation selon une filière circuit électronique par voie humide sur cinq faces ;
- il permet la production de fonctions spécifiques en boîtier sans recours au développement de puces nues ni aux filières de packaging micro-électroniques ;
- il favorise la réduction des coûts par l’identification d’une filière industrielle permettant de produire des composants électroniques spécifiques dissociés des contraintes de volume.
L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation et variantes présentées et d’autres modes de réalisation et variantes apparaîtront clairement à l’homme du métier.
Ainsi, il est possible d’ajouter une ou plusieurs rainures métallisées pour isoler des sous-fonctions d’un même composant électronique. Ces rainures peuvent avoir des hauteurs différentes.

Claims (11)

  1. Module électronique comportant :
    - un bloc principal (101) comprenant :
    - au moins un composant électronique (1011A, 1011B, 1011C, 1011D, 1011E, 1011F, 1011G) ;
    - une résine (1012) entourant, au moins en partie, ledit composant électronique (1011A, 1011B, 1011C, 1011D, 1011E, 1011F, 1011G) ;
    - un circuit imprimé (1013) supportant ledit composant électronique (1011A, 1011B, 1011C, 1011D, 1011E, 1011F, 1011G) et relié électriquement audit composant (1011A, 1011B, 1011C, 1011D, 1011E, 1011F, 1011G), ledit circuit imprimé (1013) comportant :
    • une pluralité de couches (1015, 1016, 1017, 1018) empilées les unes sur les autres, une surface inférieure (10183) d’une dernière couche (1018) étant destinée à supporter l’ensemble desdites couches, tout ou partie des couches (1015, 1016, 1017, 1018) comprenant au moins une partie diélectrique (10151, 10161, 10171, 10181) et au moins une partie électriquement conductrice (10152, 10162, 10172, 10182) ;
      - une pluralité de ponts (10191, 10192, 10193, 10194, 10195, 10196, 10197, 10198) électriquement conducteurs, tout ou partie desdits ponts (10191, 10192, 10193, 10194, 10195, 1096) reliant électriquement deux parties électriquement conductrices (10152, 10162, 10172, 10182) de deux couches (1015, 1016, 1017, 1018) qui se suivent dans le circuit imprimé, la pluralité de ponts (10191, 10192, 10193, 10194, 10195, 10196, 10197, 10198) électriquement conducteurs et les parties électriquement conductrices (10152, 10162, 10172, 10182) des différentes couches formant un réseau conducteur dans le circuit imprimé (1013) ;
    ledit bloc principal (101) comportant six faces dont :
    - une face supérieure (1020) ;
    - une face inférieure formée par la surface inférieure (10183) de la dernière couche (1018) du circuit imprimé (1013) ;
    - quatre faces latérales (1021, 1022) disposées entre la face supérieure (1020) et la face inférieure (10183) ;
    ledit module électronique comportant une couche de protection (120) adaptée pour réduire le champ électromagnétique au voisinage du composant électronique (1011A, 1011B, 1011C, 1011D, 1011E, 1011F, 1011G), ladite couche de protection (120) s’étendant sur la face supérieure (1020) du bloc principal (101) et sur les quatre faces latérales (1021, 1022) dudit bloc principal (101) caractérisé en ce que le module électronique (10) comprend au moins une partie de connexion (102, 103), ladite partie de connexion (102, 103) étant adaptée pour relier électriquement la couche de protection (120) au réseau conducteur du circuit imprimé au niveau d’une face latérale (1021, 1022) du bloc principal.
  2. Module électronique selon la revendication 1, dans lequel ledit module électronique (10) comprend plusieurs parties de connexion (102, 103) respectivement présentes au niveau d’une ou de plusieurs faces latérales (1021, 1022) du bloc principal.
  3. Module électronique selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la couche de protection (120) a une épaisseur supérieure ou égale à 5 µm et inférieure ou égale à 1 mm.
  4. Module électronique selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ledit module électronique (10) comporte au moins un lamage (104C, 104D) s’étendant dans la résine (1012) au droit du composant électronique (1011C, 1011D).
  5. Module électronique selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ledit module électronique (10) comprend au moins un matériau non organique électriquement isolant (105) apte à limiter une remontée d’humidité dans le bloc principal (101).
  6. Procédé de fabrication d’un module électronique (10), ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
    - une étape (E1) d’assemblage d’au moins un composant électronique (1011A, 1011B, 1011C, 1011D, 1011E, 1011F, 1011G) sur un circuit imprimé (1013), ledit composant (1011A, 1011B, 1011C, 1011D, 1011E, 1011F, 1011G) étant relié électriquement audit circuit imprimé (1013), ledit circuit imprimé (1013) comportant une pluralité de couches (1015, 1016, 1017, 1018) empilées les unes sur les autres, une surface inférieure (10183) d’un dernière couche (1018) étant destinée à supporter l’ensemble desdites couches, tout ou partie des couches (1015, 1016, 1017, 1018) du circuit imprimé (1013) comprenant au moins une partie diélectrique (10151, 10161, 10171, 10181) et au moins une partie électriquement conductrice (10152, 10162, 10172, 10182), ledit circuit imprimé (1013) comportant une pluralité de ponts (10191, 10192, 10193, 10194, 10195, 10196, 10197, 10198) électriquement conducteurs, tout ou partie desdits ponts (10191, 10192, 10193, 10194, 10195, 1096) reliant électriquement deux parties électriquement conductrices (10152, 10162, 10172, 10182) de deux couches (1015, 1016, 1017, 1018) qui se suivent dans le circuit imprimé (1013), la pluralité de ponts (10191, 10192, 10193, 10194, 10195, 10196, 10197, 10198) électriquement conducteurs et les parties électriquement conductrices( 10152, 10162, 10172, 10182) des différentes couches formant un réseau conducteur dans le circuit imprimé (1013) ;
    - une étape (E2) d’application d’une résine (1012) pour entourer, au moins en partie, le composant électronique (1011A, 1011B, 1011C, 1011D, 1011E, 1011F, 1011G) ;
    - une (E3) étape de sciage de la résine (1012) et du circuit imprimé (1013) pour former, au moins en partie, un bloc principal (101) du module électronique (10), ledit bloc principal (101) comportant six faces dont :
    - une face supérieure (1020);
    - une face inférieure formée par la surface inférieure (10183) de la dernière couche (1018) du circuit imprimé (1013) ;
    - quatre faces latérales (1021, 1022) disposées entre la face supérieure (1020) et la face inférieure (10183) ;
    - une étape (E4) d’application d’une couche de protection (120) sur le bloc principal (101) du module électronique (10), ladite couche de protection (120) étant adaptée pour réduire le champ électromagnétique au voisinage du composant électronique (1011A, 1011B, 1011C, 1011D, 1011E, 1011F, 1011G), ladite couche de protection (120) s’étendant sur la face supérieure (1020) du module électrique (10) et sur les quatre faces latérales (1021, 1022) dudit module (10) et en ce que le module électronique (10) comprend au moins une partie de connexion (102, 103), ladite partie de connexion (102, 103) étant adaptée pour relier électriquement la couche de protection (120) au réseau conducteur du circuit imprimé (1013) au niveau d’une face latérale (1021, 1022) du bloc principal.
  7. Procédé de fabrication selon la revendication 6, dans lequel l’étape (E3) de sciage comprend la réalisation d’au moins un lamage (104C, 104D) s’étendant dans la résine (1012) au droit du composant électronique (1011C, 1011D).
  8. Procédé de fabrication selon la revendication 6 ou la revendication 7, dans lequel la résine (1012) est appliquée sur un vernis pelable (130) présent sur la surface inférieure (10183) de la dernière couche (1018).
  9. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, ledit procédé comportant, suite à l’étape (E4) d’application de la couche de protection (120), une autre étape (E5) de sciage pour former le module électronique (10).
  10. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 8 ou 9, ledit procédé comportant une étape (E6) de retrait du vernis pelable et de la résine associée.
  11. Carte électronique comportant au moins un module électronique (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20200260581A1 (en) * 2017-11-02 2020-08-13 Murata Manufacturing Co., Ltd. Circuit module

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