FR3133480A1 - Dispositif électronique - Google Patents

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Romain Coffy
Ouafa HAJJI
Asma Hajji
Fabien Quercia
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STMicroelectronics Grenoble 2 SAS
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Abstract

Dispositif électronique La présente description concerne un dispositif électronique (100, 200) comprenant une puce électronique (102) montée sur une première région (109) d’un substrat (107) du dispositif électronique ; une première couche d’enrobage (105) d’un premier matériau d’enrobage recouvrant au moins une face de la puce électronique (102) orientée à l’opposé du substrat (107) ; et un élément de rayonnement (106) d’une antenne du dispositif électronique, séparé du substrat (107) par une deuxième couche (152) d’un deuxième matériau diélectrique, et étant décalé par rapport à la première région (109) du substrat (107) pour que l’élément de rayonnement (106) ne recouvre pas la puce électronique (102) ; une face (126) de l’élément de rayonnement (106) orientée à l’opposé du substrat (107) étant recouverte par la première couche d’enrobage (105). Figure pour l'abrégé : Fig. 1

Description

Dispositif électronique
La présente description concerne de façon générale les dispositifs électroniques et leurs procédés de fabrication, notamment les dispositifs électroniques de communication sans fil.
Les dispositifs électroniques, notamment les dispositifs électroniques de communication sans fil à haute fréquence, par exemple supérieure à 50 GHz, peuvent utiliser des antennes de type planaire (PATCH ANTENNA en anglais). Une antenne planaire est une antenne plane dont un élément rayonnant est séparé d'un plan réflecteur conducteur par une lame diélectrique dont l’épaisseur dépend de la longueur d’onde du signal de communication voulu.
Les dispositifs électroniques à antennes planaires peuvent comprendre une puce électronique configurée pour transmettre et/ou à recevoir des signaux par l’intermédiaire de l’antenne planaire. Toutefois, des solutions existantes pour intégrer une puce électronique avec une antenne planaire sont couteuses à fabriquer. De plus, les performances des solutions actuelles ne sont pas optimales car les précisions à respecter pour le placement et la mise en forme de l’antenne planaire sont de l’ordre de quelques dizaines de micromètres.
Il existe un besoin d’améliorer les dispositifs électroniques actuels ainsi que leurs méthodes de fabrication. Il existe en outre un besoin d’abaisser l’épaisseur des dispositifs électroniques pour permettre leur intégration optimale.
Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des dispositifs électroniques connus.
Un mode de réalisation prévoit un dispositif électronique comprenant :
- une puce électronique montée sur une première région d’un substrat du dispositif électronique ;
- une première couche d’enrobage d’un premier matériau d’enrobage recouvrant au moins une face de la puce électronique orientée à l’opposé du substrat ; et
- un élément de rayonnement d’une antenne du dispositif électronique, séparé du substrat par une deuxième couche d’un deuxième matériau diélectrique, et étant décalé par rapport à la première région du substrat pour que l’élément de rayonnement ne recouvre pas la puce électronique ;
une face de l’élément de rayonnement orientée à l’opposé du substrat étant recouverte par la première couche d’enrobage.
Un mode de réalisation prévoit un procédé de fabrication d’un dispositif électronique comprenant :
- fournir une puce électronique, la puce électronique étant montée sur une première région d’un substrat du dispositif électronique ;
- former un élément de rayonnement pour qu’il soit séparé du substrat par une deuxième couche faite d’un deuxième matériau diélectrique et décalé par rapport à la première région du substrat pour ne pas recouvrir la puce électronique ; et
- former une première couche d’enrobage d’un premier matériau d’enrobage pour recouvrir au moins une face de l’élément de rayonnement et au moins une face de la puce électronique orientées à l’opposé du substrat.
Dans un mode de réalisation, la puce électronique est apte à exciter l’élément de rayonnement avec un signal de communication.
Dans un mode de réalisation, le substrat comprend :
une couche de masse supportant au moins une surface conductrice, reliée à la masse, et dotée d’une ouverture ; et une couche de signal dotée d’au moins une ligne de signal et agencée en regard d’au moins une partie de l’ouverture de la couche de masse; l’élément de rayonnement étant agencé en regard d’au moins une partie de l’ouverture de la couche de masse, la couche de masse étant agencée entre la couche de signal et l’élément de rayonnement.
Dans un mode de réalisation, l’élément de fixation est agencé entre la deuxième couche et le substrat pour fixer au moins la deuxième couche au substrat.
Dans un mode de réalisation, l’élément de fixation a une épaisseur comprise entre 5 et 15 micromètres.
Dans un mode de réalisation, la deuxième couche a une épaisseur comprise entre 260 et 290 micromètres.
Dans un mode de réalisation, l’élément de rayonnement repose sur la deuxième couche et a une extension latérale, qui est inférieure à une extension latérale de la deuxième couche.
Dans un mode de réalisation, un ou plusieurs éléments d’alignement sont agencés au niveau du substrat pour guider le positionnement d’au moins la deuxième couche.
Dans un mode de réalisation, la formation de l’élément de rayonnement comprend :
une étape de formation d’une couche du deuxième matériau diélectrique, destinée à former la deuxième couche du deuxième matériau, suivie d’une étape de diminution d’épaisseur de ladite couche ;
une étape de création d’une couche conductrice pour qu’elle repose sur une surface de ladite couche du deuxième matériau dont l’épaisseur a été diminuée à l’étape de diminution d’épaisseur et pour que ladite couche conductrice soit divisée en un ou plusieurs éléments conducteurs ayant chacun une dimension latérale similaire à celle de l’élément de rayonnement ; et
une étape de découpe dans laquelle est découpé, à partir de l’ensemble obtenu après l’étape de création, un ou plusieurs blocs d’éléments de rayonnement comprenant au moins un desdits éléments conducteurs et une portion de la couche du deuxième matériau correspondant à la deuxième couche du deuxième matériau sur laquelle repose ledit élément conducteur.
Dans un mode de réalisation, la formation de l’élément de rayonnement comprend une étape de mise en place dans laquelle au moins un desdits blocs d’éléments de rayonnement est positionné en contact avec le substrat pour que l’élément de rayonnement soit décalé par rapport à la première région du substrat et ne recouvre pas la puce électronique.
Dans un mode de réalisation, l’étape de mise en place comprend une étape d’alignement utilisant ledit un ou plusieurs éléments d’alignement pour positionner au moins un desdits blocs d’éléments de rayonnement.
Dans un mode de réalisation, à la fin de l’étape de diminution d’épaisseur, une épaisseur de la deuxième couche du deuxième matériau est comprise entre 260 micromètres et 300 micromètres.
Dans un mode de réalisation, la formation de la première couche d’enrobage comprend une étape de diminution d’épaisseur dans laquelle le matériau d’enrobage est réduite de sorte que la première couche de matériau d’enrobage recouvre l’élément de rayonnement avec une épaisseur comprise entre 30 micromètres et 150 micromètres.
Dans un mode de réalisation :
- pendant l’étape de formation de la couche du deuxième matériau, ladite couche du deuxième matériau est formée sur une portion de fixation destinée à former l’élément de fixation après l’étape de découpe ; et
- pendant l’étape de découpe, la portion de fixation est découpée pour que lesdits un ou plusieurs blocs d’éléments de rayonnement comprennent chacun l’élément de fixation.
Dans un mode de réalisation, l’étape de mise en place comprend un traitement thermique et/ou de compression appliqué audit un ou plusieurs blocs d’éléments de rayonnement après positionnement.
Un mode réalisation prévoit un système électronique comprenant un tel premier dispositif électronique, et un tel deuxième dispositif électronique, les deux dispositifs électroniques étant configurés pour échanger un signal de communication via leur élément de rayonnement respectif.
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 est une vue en coupe représentant un dispositif électronique selon un mode de réalisation de la présente description ;
la est une vue de dessus représentant un dispositif électronique selon un autre mode de réalisation de la présente description ;
la représente un procédé de fabrication du dispositif électronique de la selon un mode de réalisation de la présente description ;
la représente le procédé de la sous forme de blocs ; et
la représente un système électronique selon un mode de réalisation de la présente description.
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés.
Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.
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 sauf précision contraire à l'orientation des figures ou à un dispositif électronique dans une position normale d'utilisation.
Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
La représente, de manière schématique, une vue en coupe d’un dispositif électronique 100 selon un mode de réalisation de la présente description.
Le dispositif électronique de la comprend une puce électronique 102 apte à exciter un élément de rayonnement 106 d’une antenne du dispositif électronique avec un signal de communication. L’excitation de l’élément de rayonnement est, par exemple, configurée pour générer un signal radiofréquence de communication à partir de l’élément de rayonnement 106.
La puce électronique 102 comprend, par exemple, des plots de contact 110, par exemple, sous forme de boules. Les plots de contacts sont, dans un autre exemple, plats. Les plots de contacts sont, par exemple, agencés tous sur une même face de la puce électronique ou bien répartis sur plusieurs faces. Dans un exemple, la puce électronique est une puce retournée (FLIP CHIP en anglais).
La puce électronique 102 est montée sur une première région 109 d’une surface 111 d’un substrat 107 du dispositif électronique 100. La puce électronique 102 est reliée, par exemple par l’intermédiaire des plots de contacts 110, au substrat 107 ou à des pistes conductrices du substrat 107 et/ou à des composants du substrat 107. L’espace entre la première puce, ses pots de contacts 110 et le substrat est, dans un exemple, rempli par un matériau utilisé classiquement pour le remplissage d’espace sous les puces électroniques ("Underfill" en anglais).
Le substrat 107 comprend, par exemple, une couche de masse 116 supportant une surface conductrice, reliée à la masse, et par exemple, dotée d’une ouverture (non illustrée), par exemple sous forme de croix. La surface conductrice reliée à la masse est par exemple discontinue. La couche de masse comprend, par exemple, d’autres signaux, comme par exemple des signaux d’antenne, circulant sur d’autres surfaces conductrices agencées dans la même couche de masse mais isolées de la surface conductrice reliée à la masse.
Le substrat 107 comprend, par exemple, une couche de signal 118 conductrice dotée, par exemple, d’au moins une ligne de signal (non illustrée) et agencée en regard d’au moins une partie de l’ouverture de la couche de masse 116. Par exemple, au moins une partie de la ou des lignes de signal est alignée, ou approximativement alignée, verticalement par rapport à l’ouverture de la couche de masse. La couche de masse 116 et la couche de signal 118 sont, par exemple, décalées entre elles suivant l’épaisseur du substrat en étant séparées par un isolant qui est, par exemple, un masque de protection pour les couches conductrices. Dans un exemple, un isolant sépare en outre la couche de masse d’une surface du substrat. Des contacts électriques sont reliés aux plots de contact 110 de la puce électronique 102. Le substrat 107 comprend, par exemple, des plots de contacts 120 sur une surface du substrat opposée à la surface 111, par exemple sous forme de boules. Les plots de contacts 120 servent, par exemple, à relier et/ou fixer le substrat 107 à un autre substrat non-illustré. Ces plots de contacts 120 sont reliés par exemple, à la couche de masse ou à la couche de signal ou bien aux plots de contacts 110 de la puce électronique 102.
La couche de signal 118 comprend, par exemple, une ou plusieurs surfaces conductrices reliées à la masse et une ou plusieurs surfaces conductrices, isolées de la masse, dans lesquels des signaux, par exemple d’antenne, sont présents.
Une première couche 105 d’un premier matériau d’enrobage recouvre, par exemple, au moins une face de la puce électronique 102 orientée à l’opposé du substrat. Cela permet de protéger la puce électronique contre d’éventuels éléments extérieurs tels que l’humidité ou des chocs électriques ou encore des chocs mécaniques.
La première couche 105 est, par exemple, également agencée pour recouvrir une face 126 de l’élément de rayonnement 106 orientée à l’opposé du substrat 107 et avec une épaisseur 112 comprise, par exemple, entre 30 micromètres et 150 micromètres.
Dans un exemple, la première couche d’enrobage 105 est déposée, par exemple par compression ou injection, puis durcie par un traitement thermique. Le premier matériau d’enrobage est par exemple une matrice de résine epoxy avec des éléments de remplissage en silice noyés à l’intérieur.
L’élément de rayonnement 106 est, par exemple, agencé au niveau d’une région 113 décalée par rapport à la région 109 de la surface 111 du substrat 107 sur laquelle est montée la puce électronique 102 pour que l’élément de rayonnement ne recouvre pas la puce électronique. Cela permet que le dispositif électronique 100 soit relativement mince.
L’élément de rayonnement 106 est, par exemple, séparé du substrat 107 par une deuxième couche 152 d’un deuxième matériau diélectrique. Le deuxième matériau diélectrique ainsi que son épaisseur seront choisis par la personne du métier en fonction, par exemple, de sa constante diélectrique afin d’optimiser les performances de l’antenne du dispositif. Dans un exemple, le deuxième matériau diélectrique est une resine epoxy avec des éléments de remplissage en silice noyés à l’intérieur et la deuxième couche 152 a une épaisseur 140 comprise entre 260 et 290 micromètres. Cela permet d’obtenir une antenne optimisée pour les fréquences de l’ordre de 60 GHz. L’épaisseur 140 est, par exemple, obtenue et/ou contrôlée pour avoir une précision de l’ordre de quelques micromètres ou de quelques dizaines de micromètres. Cela permet d’optimiser les performances d’antenne.
Dans l’exemple de la , l’élément de rayonnement 106 repose sur la deuxième couche 152 et a une extension latérale 108,comptée horizontalement, qui est inférieure à une extension latérale de la deuxième couche 152.
L’extension latérale 108 est, par exemple, inférieure ou égale, ou environ égale, à 1 mm par 1 mm et l’élément de rayonnement a par exemple une épaisseur de l’ordre du micromètre ou inférieure à quelques dizaines de micromètres.
L’élément de rayonnement 106 est couvert, par exemple, par la première couche 105 du premier matériau d’enrobage, pour que l’élément de rayonnement 106 soit protégé sous le premier matériau d’enrobage. Le premier matériau d’enrobage recouvre par exemple, une face supérieure 126 de l’élément de rayonnement 106 sur une épaisseur 112 comprise, par exemple, entre 30 et 150 micromètres. L’épaisseur de la couche 105 du premier matériau d’enrobage recouvrant l’élément de rayonnement 106 sera choisie, par exemple, de sorte à ne pas perturber trop fortement le rayonnement d’antenne de l’élément de rayonnement 106 et de sorte à assurer une protection contre les éléments extérieurs tels que l’humidité ou les chocs électriques ou encore les chocs mécaniques.
Un élément de fixation 150 facultatif est, par exemple, agencé entre la deuxième couche 152 et le substrat 107, sur une face opposée à l’élément de rayonnement 106 pour fixer au moins la deuxième couche 152 au substrat 107. L’élément de fixation 150 est, par exemple, une couche ayant une épaisseur comprise entre 5 et 15 micromètres ou encore comprise entre 10 micromètres et 50 micromètres. L’élément de fixation 150 est, par exemple, un film auto-collant formé par exemple avec une résine ayant des éléments de remplissage non conducteurs (DAF de l’anglais « Die Attach Film »). De préférence, l’élément de fixation 150 a une épaisseur qui a une tolérance de l’ordre de 3 micromètres ou de l’ordre de quelques micromètres. Ceci permet d’optimiser les performances d’antenne. L’élément de fixation 150 a, par exemple, la même extension latérale que la deuxième couche 152 du deuxième matériau. Lorsque l’élément de fixation 150 est un film auto-collant, sa précision est contrôlée lors de sa fabrication. La précision est alors meilleure que, par exemple, une colle déposée avec une seringue.
Dans l’exemple de la , un ou plusieurs éléments d’alignement 146 sont agencés au niveau du substrat 107 pour guider le positionnement, par exemple, de la deuxième couche 152 et/ou de l’élément de fixation 150. Le positionnement se fait, par exemple, par rapport à une partie de la couche de masse 116. Les éléments d’alignement 146 sont, par exemple, disposés en relief sur la surface 111 du substrat 107. Dans un autre exemple non illustré sur la , les éléments d’alignement 146 consistent en des ouvertures dans une couche superficielle du substrat 107.
L’élément de rayonnement 106 interagit avec le signal de communication en provenance de la puce électronique 102 de sorte à émettre un signal radiofréquence. De même, l’élément de rayonnement 106 peut, par exemple, recevoir un signal radiofréquence venant de l’extérieur, vers la puce électronique 102, comme par exemple un signal venant d’un dispositif électronique identique à celui de la .
Dans l’exemple ou une couche de masse 116 est présente dans le substrat 107, l’élément de rayonnement 106 interagit avec celui-ci afin, par exemple, qu’un signal d’antenne soit formé et émis vers l’extérieur du dispositif.
Dans l’exemple où une couche de signal 118 est présente, la puce électronique 102 fournit, par exemple, un signal à émettre à la ligne ou aux lignes de la couche de signal 118 et, par exemple, également à une surface conductrice de la couche de masse 116. L’élément de rayonnement 106 interagit avec un signal du substrat. Par exemple, l’interaction se fait avec un signal présent dans la couche de masse 116 et/ou dans la couche de signal 118 afin, par exemple, qu’un signal d’antenne soit formé et émis vers l’extérieur du dispositif.
Dans un autre exemple, seul l’élément de rayonnement 106 est présent et le substrat 107 ne comporte pas de couche de masse 116 ni de couche de signal 118. Dans ce cas, l’élément de rayonnement 106 est relié à une ligne conductrice du substrat 107 qui est en connexion avec la puce électronique 102. Un signal d’émission est, par exemple, envoyé par la puce électronique 102 vers la piste conductrice du substrat à travers les plots de contact 110, puis le signal est amené à l’élément de rayonnement 106, par exemple, par l’intermédiaire d’un via agencé entre le substrat 107 et l’élément de rayonnement 106. Un tel via (non illustré) est, par exemple, formé par structuration laser directe (LDS, "Laser Direct Structuring" en anglais) ou par un via muni, par exemple, d’un dépôt conducteur pour relier électriquement une couche conductrice du substrat avec l’élément de rayonnement 106et agencé dans le premier matériau d’enrobage 105.
Bien que, dans l’exemple de la , la puce électronique 102 soit reliée au substrat 107 par l’intermédiaire des plots de contacts 110, dans d’autres mode de réalisation il sera possible que d’autres types de connexions soient présents de façon alternative ou additionnelle, comme des connexions filaires (en anglais "wire bonding").
La est une vue de dessus représentant un dispositif électronique 200 selon un autre mode de réalisation de la présente description.
L’exemple de la est similaire à celui de la à l’exception des éléments d’alignements 210 qui remplacent les éléments d’alignements 146 de la et qui sont agencés différemment de ceux de la . Dans l’exemple de la , les éléments d’alignements 210 sont formés, par exemple, dans une surface conductrice du substrat 107, par exemple, une surface conductrice de la couche de masse 116 qui peut être reliée à la masse ou isolée de la masse. Pour être visibles, une ouverture 220 est, par exemple, présente à travers l’isolant qui est agencé entre la couche de masse 116 et la surface 111 du substrat 107, et dépasse de part et d’autre du motif représenté par chacun des éléments d’alignements 210. Dans l’exemple de la , le motif des éléments d’alignements 210 est en forme de croix pour permettre un alignement bidimensionnel. La personne du métier pourra néanmoins choisir des motifs adaptés aux besoins.
Dans l’exemple de la , l’élément de rayonnement 106 est de forme rectangulaire en vue de dessus, et la deuxième couche 152 du deuxième matériau dépasse latéralement de part et d’autre de l’élément de rayonnement 106.
Dans l’exemple de la , les éléments d’alignements 210 sont situés de chaque côtés de l’ensemble composé de l’élément de rayonnement 106 et de la deuxième couche 152 du deuxième matériau. Cela permet un alignement plus précis de l’élément de rayonnement 106 par rapport au substrat 107 qui, en retour, permet d’optimiser les performances de l’antenne.
La représente un procédé de fabrication du dispositif électronique de la selon un mode de réalisation de la présente description.
Dans une étape de formation 302, une couche 320 du deuxième matériau diélectrique est formée pour être destinée à former la deuxième couche 152 du deuxième matériau. Dans un exemple, la couche 320 du deuxième matériau est formée sur une portion de fixation 153 qui est destinée à former l’élément de fixation 150. L’extension latérale de la portion de fixation 153 est par exemple supérieure à celle de l’élément de fixation 150. Dans un autre exemple non illustré, à l’étape 302, la portion de fixation 153 n’est pas présente.
Dans une étape 304 l’épaisseur 304 de la couche 320 du deuxième matériau diélectrique est diminuée, par exemple par un procédé de meulage, pour atteindre l’épaisseur 140 de la deuxième couche 152. Dans un exemple non illustré, à l’étape 304, la portion de fixation 153 n’est pas présente.
Dans une étape 306, une couche conductrice 330, destinée à former un ou plusieurs éléments de rayonnement 106, est formée pour reposer sur une surface 340 de la couche 320 du deuxième matériau dont l’épaisseur a été diminuée à l’étape de diminution d’épaisseur 304. L’extension latérale de la couche 330 est supérieure à l’extension latérale 108 de l’élément de rayonnement 106. Dans un exemple non illustré, à l’étape 306, la portion de fixation 153 n’est pas présente.
Dans une étape 308, la couche conductrice 330 est divisée, par exemple par gravure avec masque dur ou laser, en un ou plusieurs éléments conducteurs 332 ayant chacun des dimensions latérales similaires à celles de l’élément de rayonnement 106.
Dans une étape 310, l’ensemble obtenu après les étapes 306, 308, est divisé, par exemple par gravure ou découpe mécanique, en un ou plusieurs blocs 334 d’éléments de rayonnement. Chacun des blocs 334 comprend alors, par exemple, au moins un élément conducteur 332, une portion de la couche 320 du deuxième matériau qui forme la deuxième couche 152 du deuxième matériau et, facultativement, l’élément de fixation 150. Dans un exemple, la portion de fixation 153 est mise en contact de la couche 320 du deuxième matériau entre l’étape 308 et l’étape 310.
Dans des étapes 311, 312, au moins un bloc d’élément de rayonnement 334 est positionné en contact avec le substrat 107 sur lequel la puce électronique 102 a été connectée au préalable au cours de l’étape 311. Le positionnement du bloc 334 est réalisé pour que l’élément de rayonnement 106 soit décalé par rapport à la première région 109 du substrat 107 et ne recouvre pas la puce électronique 102. Dans un exemple non illustré, le positionnement comprend une étape d’alignement où les éléments d’alignement 146 ou 210 sont utilisés pour positionner le ou les blocs 334 d’éléments de rayonnement. Après la préhension, par exemple de façon automatique, du bloc 334 à placer, l’alignement est réalisé, par exemple, de façon optique, avec l’aide d’une ou plusieurs caméras repérant les éléments d’alignements et rétroagissant sur les éléments à placer (PICK AND PLACE en anglais). Dans un exemple où l’élément de fixation 150 est présent sous les blocs 334, un traitement thermique et/ou de compression est, par exemple, appliqué audit aux blocs d’éléments de rayonnement 334 après positionnement. Cela permet d’assurer une fixation fiable et durable. Bien que, dans l’exemple de la , le bloc 334 soit positionné en contact avec le substrat 107 après que la puce électronique 102 ait été montée sur le substrat 107, dans d’autres exemples, il serait également possible que la puce électronique 102 soit montée sur le substrat 107 après que le bloc 334 soit positionné en contact avec le substrat 107.
Dans une étape 314, la première couche d’enrobage 105 est formée pour recouvrir, par exemple, au moins une face 126 de l’élément de rayonnement 106 et au moins une face de la puce électronique 102 orientées à l’opposé du substrat 107.
Dans une étape facultative et non illustrée sur la , après l’étape 314, l’épaisseur du matériau d’enrobage de la première couche est réduite de sorte que la première couche 105 de matériau d’enrobage recouvre l’élément de rayonnement 106 avec une épaisseur 112 comprise entre 30 micromètres et 150 micromètres.
La préparation des blocs 334 d’éléments de rayonnement séparément du substrat 107, permet, par exemple, d’obtenir des précisions de l’ordre de quelques micromètres pour l’épaisseur 140 de la deuxième couche 152 et/ou sur le positionnement de l’élément de rayonnement 106. Cela permet en outre de pouvoir choisir la nature du diélectrique formant la deuxième couche 152.
La représente le procédé de la sous forme de blocs.
Une étape 402 (MOLD OF SPECIFIC DIELECTRIC MATERIAL IN MATRIX ON TAPE) correspond à l’étape 302 dans le cas où la couche 320 est formée sur la portion de fixation 153, qui est par exemple en contact avec un ruban de protection qui est retiré ensuite.
Une étape 404 (MOLD SURFACE GRINDING) correspond à l’étape 304.
Une étape 406 (METAL DEPOSITION) correspond à l’étape 306. Dans cette étape, la couche conductrice 330 est, par exemple, déposée par plasma (Physical Vapor Deposition, PVD en anglais) ou par évaporation ou voie chimique en phase vapeur (Chemical Vapor Deposition, CVD en anglais) ou encore par voie humide. Un masque dur peut être utilisé pendant cette étape.
Une étape 408 (LASER TRIMMING OF METAL) correspond à l’étape 308 où l’extension latérale de la couche conductrice 330 est réduite, par exemple par gravure laser, pour délimiter les éléments de rayonnement sur la surface 340.
Une étape 410 (SINGULATION OF BLOCKS) correspond à l’étape 310. Dans un exemple non illustré, la portion de fixation 153 est mise en oeuvre en contact de la couche 320 uniquement entre les étapes 408 et 410 et pas au niveau de l’étape 402.
Une étape 411 (FLIP CHIP AND REFLOW ON SUBSTRATE) correspond à l’étape de fourniture 311 du substrat 107 et de la mise en contact de la puce électronique 102 avec le substrat 107. Dans cette étape, un traitement thermique est, par exemple, appliqué à la puce électronique 102 et au substrat 107 pour assurer la fonte partielle, par exemple, des plots de contact 110.
Une étape 412 (BLOCK PLACEMENT ON SUBSTRATE) correspond à l’étape 312.
Une étape 414 (OVERMOLDING) correspond à l’étape 314, la première couche d’enrobage 105 étant formée par exemple par surmoulage.
La représente un système électronique 500 selon un mode de réalisation de la présente description. Dans l’exemple de la , le système électronique 500 comprend deux dispositifs électroniques 100, 200 similaires à ceux des exemples des figures 1 ou 2, les dispositifs 100, 200 étant agencés l’un par rapport à l’autre pour pouvoir soit recevoir soit émettre un signal l’un vers l’autre. La transmission ou la réception du signal se fait, par exemple, par l’intermédiaire de leur élément de rayonnement 106 ou 206 respectif. Dans un exemple non-illustré, le nombre de dispositifs électroniques 100, 200 communicant entre eux est, par exemple, supérieur à 2, par exemple au nombre de trois ou d’une dizaine.
Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d’autres variantes apparaîtront à la personne du métier. Par exemple, la distance entre l’élément de rayonnement et le substrat peut être inférieure à l’épaisseur de la puce électronique. Dans un autre exemple, l’élément de rayonnement a une extension latérale égale à celle de la deuxième couche ou de l’élément de fixation.
Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus. En particulier, pour ce qui est du premier matériau d’enrobage qui est choisi parmi de nombreux matériaux adaptés pour être déposés, par exemple, par voie liquide puis durcis par chauffage ou rayonnement UV ou thermocompression et qui offrent, une fois durcis, une protection contre des éléments extérieurs tels que l’humidité.

Claims (17)

  1. Dispositif électronique (100, 200) comprenant :
    - une puce électronique (102) montée sur une première région (109) d’un substrat (107) du dispositif électronique ;
    - une première couche d’enrobage (105) d’un premier matériau d’enrobage recouvrant au moins une face de la puce électronique (102) orientée à l’opposé du substrat (107) ; et
    - un élément de rayonnement (106) d’une antenne du dispositif électronique, séparé du substrat (107) par une deuxième couche (152) d’un deuxième matériau diélectrique, et étant décalé par rapport à la première région (109) du substrat (107) pour que l’élément de rayonnement (106) ne recouvre pas la puce électronique (102) ;
    une face (126) de l’élément de rayonnement (106) orientée à l’opposé du substrat (107) étant recouverte par la première couche d’enrobage (105).
  2. Procédé de fabrication d’un dispositif électronique comprenant :
    - fournir une puce électronique (102), la puce électronique (102) étant montée sur une première région (109) d’un substrat (107) du dispositif électronique ;
    - former un élément de rayonnement (106) pour qu’il soit séparé du substrat (107) par une deuxième couche (152) faite d’un deuxième matériau diélectrique et décalé par rapport à la première région (109) du substrat (107) pour ne pas recouvrir la puce électronique (102) ; et
    - former une première couche d’enrobage (105) d’un premier matériau d’enrobage pour recouvrir au moins une face (126) de l’élément de rayonnement (106) et au moins une face de la puce électronique (102) orientées à l’opposé du substrat (107).
  3. Dispositif électronique selon la revendication 1, dans lequel la puce électronique (102) est apte à exciter l’élément de rayonnement (106) avec un signal de communication.
  4. Dispositif électronique selon la revendication 1 ou 3, dans lequel le substrat (107) comprend :
    une couche de masse (116) supportant au moins une surface conductrice, reliée à la masse, et dotée d’une ouverture ; et
    une couche de signal (118) dotée d’au moins une ligne de signal et agencée en regard d’au moins une partie de l’ouverture de la couche de masse (116);
    l’élément de rayonnement (106) étant agencé en regard d’au moins une partie de l’ouverture de la couche de masse (116), la couche de masse étant agencée entre la couche de signal et l’élément de rayonnement (106).
  5. Dispositif électronique selon l’une quelconque des revendications 1, 3 et 4, dans lequel un élément de fixation (150) est agencé entre la deuxième couche (152) et le substrat (107) pour fixer au moins la deuxième couche (152) au substrat (107).
  6. Dispositif électronique selon la revendication 5, dans lequel l’élément de fixation a une épaisseur comprise entre 5 et 15 micromètres.
  7. Dispositif électronique selon l’une quelconque des revendications 1, 3 à 6, dans lequel la deuxième couche (152) a une épaisseur comprise entre 260 et 290 micromètres.
  8. Dispositif électronique selon l’une quelconque des revendications 1, 3 à 7, dans lequel l’élément de rayonnement (106) repose sur la deuxième couche (152) et a une extension latérale (108), qui est inférieure à une extension latérale de la deuxième couche (152).
  9. Dispositif électronique selon l’une quelconque des revendications 1, 3 à 8, dans lequel un ou plusieurs éléments d’alignement (146, 210) sont agencés au niveau du substrat (107) pour guider le positionnement d’au moins la deuxième couche (152).
  10. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la formation de l’élément de rayonnement (106) comprend :
    une étape de formation (302) d’une couche (320) du deuxième matériau diélectrique, destinée à former la deuxième couche (152) du deuxième matériau, suivie d’une étape de diminution d’épaisseur (304) de ladite couche (320) ;
    une étape de création (306, 308) d’une couche conductrice pour qu’elle repose sur une surface (340) de ladite couche (320) du deuxième matériau dont l’épaisseur a été diminuée à l’étape de diminution d’épaisseur (304) et pour que ladite couche conductrice (330) soit divisée en un ou plusieurs éléments conducteurs (332) ayant chacun une dimension latérale similaire à celle de l’élément de rayonnement (106) ; et
    une étape de découpe (310) dans laquelle est découpé, à partir de l’ensemble obtenu après l’étape de création (306, 308), un ou plusieurs blocs d’éléments de rayonnement (334) comprenant au moins un desdits éléments conducteurs (332) et une portion de la couche (320) du deuxième matériau correspondant à la deuxième couche (152) du deuxième matériau sur laquelle repose ledit élément conducteur (332).
  11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la formation de l’élément de rayonnement (106) comprend une étape de mise en place (311, 312) dans laquelle au moins un desdits blocs d’éléments de rayonnement (334) est positionné en contact avec le substrat (107) pour que l’élément de rayonnement (106) soit décalé par rapport à la première région (109) du substrat (107) et ne recouvre pas la puce électronique (102).
  12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel l’étape de mise en place (311, 312) comprend une étape d’alignement utilisant un ou plusieurs éléments d’alignement (146, 210), agencés au niveau du substrat (107), pour positionner au moins un desdits blocs d’éléments de rayonnement (334).
  13. Procédé selon l’une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel, à la fin de l’étape de diminution d’épaisseur (304), une épaisseur (140) de la deuxième couche du deuxième matériau est comprise entre 260 micromètres et 300 micromètres.
  14. Procédé selon l’une quelconque des revendications 2 ou 10 à 13, dans lequel la formation de la première couche d’enrobage (105) comprend une étape de diminution d’épaisseur dans laquelle le matériau d’enrobage est réduite de sorte que la première couche (105) de matériau d’enrobage recouvre l’élément de rayonnement (106) avec une épaisseur (112) comprise entre 30 micromètres et 150 micromètres.
  15. Procédé selon l’une quelconque des revendications 10 à 14 dans lequel un élément de fixation (150) est agencé entre la deuxième couche (152) et le substrat (107) pour fixer au moins la deuxième couche (152) au substrat (107), et dans lequel :
    - pendant l’étape de formation (302) de la couche (320) du deuxième matériau, ladite couche (320) du deuxième matériau est formée sur une portion de fixation (153) destinée à former l’élément de fixation (150) après l’étape de découpe ; et
    - pendant l’étape de découpe (310), la portion de fixation (153) est découpée pour que lesdits un ou plusieurs blocs d’éléments de rayonnement (334) comprennent chacun l’élément de fixation (150).
  16. Procédé selon l’une quelconque des revendications 11 à 14, dans lequel l’étape de mise en place (311, 312) comprend un traitement thermique et/ou de compression appliqué audit un ou plusieurs blocs d’éléments de rayonnement (334) après positionnement.
  17. Système électronique (700) comprenant un premier dispositif électronique (100, 200) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 3 à 9, et un deuxième dispositif électronique (100, 200) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 3 à 9, les deux dispositifs électroniques étant configurés pour échanger un signal de communication via leur élément de rayonnement (106) respectif.
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