FR3136602A1 - Dispositif électronique intégrant une antenne et procédé de fabrication d’un tel dispositif - Google Patents
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Abstract
Dispositif électronique intégrant une antenne et procédé de fabrication d’un tel dispositif La présente description concerne un procédé de fabrication d'un dispositif électronique (100) comportant les étapes successives suivantes : a. formation d'une pluralité de premiers éléments d'antenne (101a) sur une première face (105) d'au moins un premier substrat (117) ; b. découpe du premier substrat (117) de façon à former une pluralité de puces d'antenne (103), chaque puce comportant, sur une première face (105) correspondant à ladite première face du premier substrat, l'un desdits premiers éléments d'antenne ; et c. fixation de l'une desdites puces d'antenne (103) sur un substrat de report (107), par une deuxième face (109) de la puce, orthogonale à sa première face. Figure pour l'abrégé : Fig. 1A
Description
La présente description concerne de façon générale les dispositifs électroniques et notamment les dispositifs électroniques comprenant une ou des antennes d’émission et/ou de réception de signaux radio-fréquence (RF). Elle s'applique, plus particulièrement à des dispositifs comprenant une ou plusieurs antennes d’émission et/ou de réception de signaux RF intégrées dans un boîtier du dispositif.
De nombreux dispositifs électroniques, notamment des terminaux de téléphonie mobile, des objets connectés, etc., comprennent une ou plusieurs antennes d’émission et/ou de réception de signaux RF intégrées dans un boîtier du dispositif, pour permettre au dispositif de communiquer à distance et sans fil, par ondes radio, avec un ou plusieurs dispositifs extérieurs.
Il serait souhaitable d’améliorer au moins en partie certains inconvénients des dispositifs électroniques connus intégrant des antennes, et de leurs procédés de fabrication.
Pour cela, un mode de réalisation prévoit un procédé de fabrication d'un dispositif électronique comportant les étapes successives suivantes :
- formation d'une pluralité de premiers éléments d'antenne sur une première face d'au moins un premier substrat ;
- découpe du premier substrat de façon à former une pluralité de puces d'antenne, chaque puce comportant, sur une première face correspondant à ladite première face du premier substrat, l'un desdits premiers éléments d'antenne ; et
- fixation de l'une desdites puces d'antenne sur un substrat de report, par une deuxième face de la puce, orthogonale à sa première face.
Selon un mode de réalisation, une première piste métallique est formée dans et/ou sur le substrat de report, et le procédé comporte, après l'étape c., une étape de formation d'une deuxième piste conductrice sur le substrat de report entre le premier élément d'antenne et la première piste métallique, de façon à les connecter électriquement.
Selon un mode de réalisation, le procédé comporte une étape de dépôt d'un premier joint de soudure entre le premier élément d'antenne et la deuxième piste conductrice.
Selon un mode de réalisation, les premiers éléments d'antenne sont formés par un dépôt pleine plaque d’un matériau électriquement conducteur sur la première face du premier substrat, suivi d'un retrait localisé dudit matériau pour définir les premiers éléments d’antenne.
Selon un mode de réalisation, les premiers éléments d'antenne sont formés par dépôt localisé d’un matériau électriquement conducteur, par exemple une encre conductrice, sur la première face du premier substrat.
Selon un mode de réalisation, le procédé comporte après l'étape b., une étape de formation d'un deuxième élément d'antenne sur une troisième face de la puce, opposée à la deuxième face de la puce.
Selon un mode de réalisation, le deuxième élément d'antenne est formé par dépôt localisé d’un matériau électriquement conducteur, par exemple une encre conductrice, sur la troisième face de la puce.
Selon un mode de réalisation, le procédé comporte une étape de dépôt d'un deuxième joint de soudure entre les deuxième et premier éléments d'antenne.
Selon un mode de réalisation, le procédé comporte entre les étapes a. et b., une étape de retournement du premier substrat et de formation d'une pluralité de troisièmes éléments d'antenne sur une quatrième face du premier substrat, opposée à la première face.
Selon un mode de réalisation, le premier substrat est en un matériau semiconducteur.
Selon un mode de réalisation, le premier substrat est en verre.
Selon un mode de réalisation, la puce comprend une cavité vide ou remplie d'un gaz.
Selon un mode de réalisation, la puce comprend deux premiers substrats accolés, au moins l’un des deux premiers substrats comprenant un renfoncement définissant ladite cavité.
Selon un mode de réalisation, le premier substrat est revêtu, lors d'une étape précédant l'étape a., d'une couche de protection, à l'interface avec les premiers éléments d'antenne.
Un autre mode de réalisation prévoir un dispositif électronique comportant :
- une puce d'antenne formée dans et sur un premier substrat, ladite puce d'antenne comportant au moins un premier élément d'antenne formé sur une première face de la puce d'antenne ; et
- un substrat de report,
- dans lequel la puce d'antenne est fixée au substrat de report par une deuxième face de la puce d'antenne, orthogonale à sa première face.
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 et la illustrent respectivement par une vue en perspective et une vue en coupe, partielles et schématiques, un exemple de dispositif électronique comportant une antenne selon un premier mode de réalisation ;
la et la sont des vues en coupe, illustrant de façon partielle et schématique, des étapes successives d'un exemple de procédé de fabrication du dispositif illustré en figures 1A et 1B selon un mode de réalisation ;
la et la illustrent respectivement par une vue en perspective et une vue en coupe, partielles et schématiques, un exemple de dispositif électronique comportant une antenne selon un deuxième mode de réalisation ;
la et la illustrent respectivement par une vue en perspective et une vue en coupe, partielles et schématiques, un exemple de dispositif électronique comportant une antenne selon un troisième mode de réalisation ;
la , la et la sont des vues en coupe, illustrant de façon partielle et schématique, des étapes successives d'un exemple de procédé de fabrication du dispositif illustré en figures 4A et 4B selon un mode de réalisation ;
la et la illustrent respectivement par une vue en perspective et une vue en coupe, partielles et schématiques, un exemple de dispositif électronique comportant une antenne selon un quatrième mode de réalisation ; et
la , la , la , la et la sont des vues en coupe, illustrant de façon partielle et schématique, des étapes successives d'un exemple de procédé de fabrication du dispositif illustré en figures 6A et 6B selon un mode de réalisation.
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. En particulier, la réalisation (notamment la forme) et le fonctionnement des antennes des dispositifs décrits n’ont pas été détaillés. De plus, les divers circuits électroniques des dispositifs décrits, notamment les circuits électroniques de contrôle (lecture et/ou excitation) des antennes, n’ont pas été détaillés. La réalisation ou la mise en oeuvre de ces éléments est à la portée de la personne du métier à partir des indications de la présente description.
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.
Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
La et la illustrent respectivement par une vue en perspective et une vue en coupe, partielles et schématiques, un exemple de dispositif électronique 100 comportant une antenne 101 selon un premier mode de réalisation, la étant une vue en coupe selon le plan de coupe B de la .
L'antenne 101 comprend un premier élément d'antenne 101a formé sur une puce d'antenne 103 et plus particulièrement sur et en contact avec une face 105 de la puce d'antenne 103.
L'antenne 100 est, par exemple, une antenne de téléphone adaptée à capter et/ou émettre des ondes électromagnétiques et plus précisément des ondes radioélectriques. L'antenne 100 permet, par exemple, l'établissement de radiocommunications.
A titre d'exemple, la puce d'antenne 103 comprend au niveau de sa face 105, par exemple sur toute la surface de la face 105, une couche de protection 106. La couche de protection 106 est, par exemple, une couche isolante électriquement, par exemple en PolyBenzImidazole (PBI) et/ou en PolyBenzOxazole (PBO).
Le dispositif 100 comprend, en outre, un substrat de report 107 sur lequel la puce d'antenne 103 est fixée. Plus particulièrement, la puce d'antenne 103 est fixée sur une face de connexion du substrat 107, à savoir la face supérieure du substrat 107 dans l’orientation des figures, par une deuxième face 109 (face inférieure de la puce dans l’orientation des figures) orthogonale à sa première face 105.
A titre d'exemple, la puce 103 a la forme d’un bloc parallélépipédique. A titre d’exemple, la première face 105 de la puce 103 a des dimensions comprises entre 100 µm par 100 µm et 1 mm par 1 mm, par exemple comprises entre 200 µm par 200 µm et 800 µm par 800 µm, par exemple de l'ordre de 400 µm par 800 µm.
A titre d'exemple, la puce 103 comprend un substrat 117 en un matériau semiconducteur, par exemple en silicium. A titre de variante, la puce 103 comprend un substrat en un matériau électriquement isolant, par exemple en verre. A titre d'exemple, la couche de protection 106 est présente lorsque le substrat de la puce 103 est en un matériau semiconducteur. L’élément d’antenne 101a peut alors être formé sur et en contact avec la face de la couche de protection 106 opposée au substrat de la puce. La couche de protection 106 est par exemple absente lorsque le substrat de la puce est en un matériau électriquement isolant. L’élément d’antenne 101a peut alors être formé sur et en contact avec le substrat de la puce.
Le substrat de report 107 est, par exemple, en un matériau organique, par exemple en une résine. A titre d'exemple, le substrat de report 107 est planaire.
A titre d'exemple, le premier élément d'antenne 101a comprend une ou plusieurs pistes en un matériau électriquement conducteur, formant par exemple un serpentin, une ou plusieurs spires, ou tout autre motif planaire adapté à émettre et/ou recevoir des ondes radio-fréquence. A titre d'exemple, le premier élément d'antenne 101a correspond à serpentin formé par un réseau de lignes conductrices parallèles reliées entre elles par leurs extrémités. A titre d'exemple, l'espacement entre deux lignes voisines et la largeur des lignes sont constants. L’espacement entre deux lignes voisines est par exemple compris entre 1 µm et 500 µm, par exemple entre 10 µm et 100 µm, par exemple de l'ordre de 45 µm. La largeur des lignes est par exemple comprise entre 1 µm et 500 µm, par exemple entre 5 µm et 100 µm, par exemple de l'ordre de 20 µm.
Dans l'exemple illustré, l'antenne 101 est reliée à une première piste de connexion 111a formée dans et/ou sur le substrat de report 107, par exemple dans un réseau d’interconnexion formé du côté de la face supérieure du substrat 107. A titre d'exemple, la piste de connexion 111a correspond à une piste métallique connectée, par exemple reliée, à un circuit intégré non représenté, par exemple à une unité de traitement, fixé sur et connecté au substrat de report 107.
A titre d'exemple, le premier élément d'antenne 101a est connecté, par exemple relié, à la piste métallique 111a par une deuxième piste conductrice 111b formée sur la face supérieure du substrat de report 107. La deuxième piste conductrice 111b est, par exemple formée entre le premier élément d'antenne 101a et un plot de connexion 113 du substrat de report 107 lui-même connecté, par exemple relié à la piste métallique 111a. A titre d'exemple, le plot de connexion 113 affleure la face supérieure du substrat de report 107. En variante, le plot de connexion 113 est situé sur et en contact avec une face supérieure du substrat 107 et plus précisément, en partie sur et en contact avec la piste de connexion 111a.
A titre d'exemple, le plot de connexion 113 est en un matériau métallique, par exemple, en cuivre.
A titre d'exemple, l’élément d'antenne 101a et la deuxième piste conductrice 111b sont en un même matériau conducteur, par exemple une encre conductrice ou tout autre matériau conducteur susceptible d’être déposé sur une face d’un substrat, par exemple un matériau métallique, par exemple du cuivre ou de l’argent.
L’élément d'antenne 101a et la deuxième piste conductrice 111b sont connectés en eux, par exemple reliés, à l'aide d'un joint de soudure 115. Le joint de soudure 115 correspond, par exemple, à une bille de soudure ou une pâte de frittage, ou encore une goutte d’une encre conductrice. Le joint de soudure 115 est en un matériau conducteur. Il peut, être en un alliage d'étain (Sn), d'argent (Ag), d'or (Au), de plomb (Pb), de cuivre (Cu), d'indium (In) et/ou de bismuth (Bi), etc. comme le SnPb, le SnAgCu, le SnAg, le AuSn, le InSn, le SnBi, etc.
Ainsi, selon un aspect du mode de réalisation des figures 1A et 1B, la puce d’antenne 103 comprend un élément d’antenne sur une face de la puce orthogonale à la face de connexion du substrat de report, c’est à dire une face verticale dans l’orientation des figures. Ceci permet avantageusement un gain en compacité du dispositif. Ceci permet également, dans certaines applications, d’améliorer le motif de radiation de l’antenne et ainsi d’améliorer les performances du dispositif.
A titre de variante (non représentée), le dispositif des figures 1A et 1B peut comprendre une deuxième antenne non reliée électriquement à l’antenne 101. Dans cette variante, la deuxième antenne comprend un élément d'antenne situé sur la face de la puce 103 opposée à la face 105. Les deux antennes peuvent être connectées respectivement à des plots de connexion distincts du substrat de report 107. Les deux antennes peuvent être identiques ou similaires, aux dispersions de fabrication près, ou avoir des motifs et/ou dimensions différents, par exemple pour adresser des bandes de fréquences différentes.
La et la sont des vues en coupe, illustrant de façon partielle et schématique, des étapes successives d'un exemple de procédé de fabrication du dispositif 100 illustré en figures 1A et 1B selon un mode de réalisation.
La représente une structure comportant le substrat 117 sur lequel sont formés des premiers éléments d'antenne 101a. Les premiers éléments d'antenne 101a sont formés sur une face du substrat 117, correspondant, à l'issue du procédé de fabrication du dispositif 100, à la face 105 de la puce 103. A titre d'exemple, les premiers éléments d'antenne 101a sont formés sur et en contact avec la couche de protection 106 revêtant le substrat 117. En variante, lorsque la couche de protection 106 est omise, les premiers éléments d'antenne 101a sont formés en contact avec le substrat 117.
A titre d'exemple, la couche de protection 106, lorsqu'elle est présente, est déposée, avant l'étape de formation des premiers éléments d'antenne 101a, sur la face supérieure du substrat 117, par exemple en contact avec la face supérieure du substrat 117. La couche 106 s’étend par exemple de façon continue sur toute la surface supérieure du substrat 117.
A titre d'exemple, les premiers éléments d'antenne 101a sont formés par dépôt localisé d’un matériau conducteur, par exemple une encre conductrice, sur la face supérieure du substrat 117, éventuellement suivi d’un frittage. Le dépôt localisé est par exemple mis en oeuvre par impression jet d’encre, ou par toute autre méthode adaptée de dépôt localisé d’un matériau conducteur sur un substrat. A titre de variante, une couche continue d’un matériau conducteur, par exemple métallique, par exemple en cuivre, est déposée sur toute la face supérieure du substrat, puis retirée de façon localisée, par exemple par photolithographie.
La représente une structure obtenue à l'issue d'une étape de découpe de la structure illustrée en afin de former des puces 103 individuelles. Lors de cette étape de découpe, des tranchées 119 sont formées dans le substrat 117 et, par exemple à travers le substrat 117 de façon à le traverser entièrement. Les tranchées 119 s'étendent alors, par exemple, de la face supérieure du substrat 117 à la face inférieure du substrat 117. Les tranchées 119 sont formées de sorte que chaque puce 103 comprenne au moins un premier élément d'antenne 101a.
A l'issue de cette étape, bien que cela ne soit pas représenté, chaque puce 103 est reportée sur la face supérieure d'un substrat de report 107, par exemple au moyen d’un outil de prélèvement et placement (pick and place), de sorte que la face 105 portant le premier élément d'antenne 101a soit sensiblement orthogonal au substrat de report 107. A titre d'exemple, la puce 103 est fixée sur le substrat de report 107 par l'intermédiaire d'un film adhésif, de colle ou d'un matériau de brasure. A titre d’exemple, la deuxième piste conductrice 111b et le joint de soudure 115 sont déposés successivement après le report et la fixation de la puce d’antenne 103 sur la face de connexion du substrat de report 107.
Le joint de soudure 115 est par exemple formé par projection de billes de soudure au laser (laser solder ball jetting).
La et la illustrent respectivement par une vue en perspective et une vue en coupe, partielles et schématiques, un exemple de dispositif électronique 300 comportant une antenne 301 selon un deuxième mode de réalisation, la étant une vue en coupe selon le plan de coupe B de la .
Le dispositif 300 des figures 3A et 3B comprend des éléments communs avec le dispositif 100 des figures 1A et 1B. Ces éléments ne seront pas détaillés à nouveau ci-après. Le dispositif 300 des figures 3A et 3B diffère du dispositif 100 des figures 1A et 1B essentiellement en ce que, dans le dispositif 300, la puce d’antenne 103 du dispositif 100 est remplacée par une puce d’antenne 303. La puce 303 comprend les mêmes éléments que la puce 103 du dispositif 100, agencés sensiblement de la même manière. La puce 303 diffère de la puce 103 en ce qu’elle comprend en outre un deuxième élément d’antenne 301b sur une autre face de la puce 303. A titre d'exemple, la puce 303 comprend une antenne 301 formée par l'association des premier 101a et deuxième 301b éléments d'antenne. En figures 3A et 3B, le deuxième élément d'antenne 301b est formé sur une face 321 correspondant à la face supérieure de la puce 303 dans l'orientation des figures 3A et 3B ou, en d'autres termes, à la face de la puce 303 opposée à la face 109.
Le deuxième élément d'antenne 301b est par exemple formé sur et en contact avec la puce 303. Le deuxième élément d'antenne 301b est connecté, par exemple relié, au premier élément d'antenne 101a par un joint de soudure 323.
Le deuxième élément d'antenne 301b est, par exemple, en le même matériau que le premier élément d'antenne 101a. A titre d'exemple, le deuxième élément d'antenne 301b a la même forme et la même taille que le premier élément d'antenne 101a. En d'autres termes, les premier 101a et deuxième 301b éléments d'antenne comportent des lignes conductrices de même longueur, de même largeur et dont l'espacement entre deux lignes successives est similaire. Le deuxième élément d'antenne 301b est, par exemple, formé après l'étape de report de la puce 303 sur le substrat de report 107. A titre d'exemple, le deuxième élément d'antenne 301b est formé par dépôt localisé d’un matériau conducteur, par exemple une encre conductrice, sur la face supérieure du substrat 117, éventuellement suivi d’un frittage. Le dépôt localisé est par exemple mis en oeuvre par impression jet d’encre, ou par toute autre méthode adaptée de dépôt localisé d’un matériau conducteur sur un substrat.
A titre d'exemple, le joint de soudure 323 est déposé à l'issue de l'étape de formation du deuxième élément d'antenne 301b. A titre d'exemple, le joint de soudure 323 est similaire au joint de soudure 115 par sa composition, sa taille et son procédé de dépôt. A titre d'exemple, les joints de soudure 115 et 323 sont déposés au sein d'une seule et même étape.
La et la illustrent respectivement par une vue en perspective et une vue en coupe, partielles et schématiques, un exemple de dispositif électronique 400 comportant une antenne 401 selon un troisième mode de réalisation, la étant une vue en coupe selon le plan de coupe B de la .
Le dispositif 400 des figures 4A et 4B comprend des éléments communs avec le dispositif 300 des figures 3A et 3B. Ces éléments ne seront pas détaillés à nouveau ci-après. Le dispositif 400 des figures 4A et 4B diffère du dispositif 300 des figures 3A et 3B essentiellement en ce que, dans le dispositif 400, la puce d’antenne 303 du dispositif 300 est remplacée par une puce d’antenne 403. La puce 403 comprend les mêmes éléments que la puce 303 du dispositif 300, agencés sensiblement de la même manière. La puce 403 diffère de la puce 303 en ce qu’elle comprend en outre un troisième élément d’antenne 401c sur une face de la puce 403. Le troisième élément d'antenne 401c est, par exemple, formé sur une face 425 correspond à la face latérale de la puce 403, opposée à la face 105. A titre d'exemple, la puce 403 comprend une antenne 401 formée par l'association des premier 101a, deuxième 301b et troisième 401c éléments d'antenne.
Le troisième élément d'antenne 401c est, par exemple, formé sur et en contact avec une couche de protection 426, située au niveau de la face 425 de la puce 403. Plus précisément, l’élément d’antenne 401c est, par exemple, formé sur et en contact avec la face de la couche de protection 426 opposée au substrat de la puce. La couche de protection 426 est, par exemple, similaire à la couche de protection 106 située au niveau de la face 105 de la puce 403. Si la couche de protection 426 est omise, le troisième élément d'antenne 401c est par exemple formé sur et en contact avec le substrat de la puce 403. Le troisième élément d'antenne 401c est connecté, par exemple relié, au deuxième élément d'antenne 301b formé sur la face 321 de la puce 403 par exemple par un joint de soudure 427.
Le troisième élément d'antenne 401c est, par exemple, en le même matériau que les premier 101a et deuxième 301b éléments d'antenne et est, par exemple de même taille que ces derniers. En d'autres termes, les premier 101a, deuxième 301b et troisième 401c éléments d'antenne comportent des lignes conductrices de même longueur, de même largeur et dont l'espacement entre deux lignes successives est similaire.
A titre d'exemple, le joint de soudure 427 est similaire aux joints de soudure 115 et 323 par sa composition et sa taille.
La , la et la sont des vues en coupe, illustrant de façon partielle et schématique, des étapes successives d'un exemple de procédé de fabrication du dispositif 400 illustré en figures 4A et 4B selon un mode de réalisation.
Le dispositif 400 est fabriqué à partir d'une structure illustrée en similaire à la structure illustrée en , la structure illustrée en comportant, le substrat 117, revêtue sur une face 105, d'une couche de protection 106 et de premiers éléments d'antenne 101a formés sur la face 105.
Le procédé de fabrication du dispositif 400 illustré en figures 4A et 4B est similaire au procédé de fabrication du dispositif 100 illustré en et 2B à la différence près qu'il comprend des étapes de formation des éléments d'antenne 301b.
A partir de la structure illustrée en , la couche de protection 426 est déposée sur une face du substrat 117, correspondant, à l'issue du procédé de fabrication du dispositif 400, à la face 425 de la puce 403. A titre d'exemple, la couche 426 est déposée avant la formation des premiers éléments d'antenne 101a sur la couche 106. A l'issue de la formation des couches de protection 106 et 426 et de la formation des premiers éléments d'antenne 101a, la structure correspond à celle représentée en , la structure de la étant retournée par rapport à la structure de la .
La illustre une structure obtenue à l'issue d'une étape de formation d'une pluralité de troisièmes éléments d'antenne 401c sur la face 425 de la structure illustrée en et plus précisément sur la face supérieure de la couche de protection 426.
A titre d'exemple, les troisièmes éléments d'antenne 401c sont formés par un procédé de formation similaire au procédé de formation des premiers éléments d'antenne 101a.
La représente une structure obtenue à l'issue d'une étape de découpe de la structure illustrée en afin de former des puces 403 individuelles. Lors de cette étape de découpe, les tranchées 119 sont formées dans le substrat 117 et, par exemple à travers le substrat 117 de façon à le traverser entièrement. Les tranchées 119 sont formées de sorte que chaque puce 403 comprenne au moins un premier élément d'antenne 101a et au moins un troisième élément d'antenne 401c.
Les tranchées 119 traversent, par exemple, les couches de protection 106 et 426 lorsqu'elles sont présentes.
A l'issue de cette étape, bien que cela ne soit pas représenté en figures 5A à 5C, les puces 403 sont reportées sur la face supérieure du substrat de report 107. A titre d'exemple, chaque puce 403 est fixée sur un substrat de report 107 par l'intermédiaire d'un film adhésif, de colle ou d'un matériau de brasure. Il s'en suit alors, dans des étapes successives, la formation de la deuxième piste conductrice 111b, la formation du deuxième élément d'antenne 301b et la formation des joints de soudure 115, 323 et 427. A titre d'exemple, les joints de soudure 115, 323 et 427 sont formés au sein d'une seule et même étape.
La et la illustrent respectivement par une vue en perspective et une vue en coupe, partielles et schématiques, un exemple de dispositif électronique 600 comportant l'antenne 401 selon un quatrième mode de réalisation, la étant une vue en coupe selon le plan de coupe B de la .
Le dispositif 600 des figures 6A et 6B comprend des éléments communs avec le dispositif 400 des figures 4A et 4B. Ces éléments ne seront pas détaillés à nouveau ci-après. Le dispositif 600 des figures 6A et 6B diffère du dispositif 400 des figures 4A et 4B essentiellement en ce que, dans le dispositif 600, la puce d’antenne 403 du dispositif 400 est remplacée par une puce d’antenne 603. La puce 603 comprend les mêmes éléments que la puce 403 du dispositif 400, agencés sensiblement de la même manière. La puce 603 diffère de la puce 403 en ce que le substrat 117 est remplacé par un substrat 617 constitué par un assemblage de deux substrats 631 accolés, l'assemblage des deux substrats 631 formant, à l'intérieur de la puce 603, une cavité 629, par exemple une cavité hermétique, remplie d’un gaz ou d’un vide partiel.
Les substrats 631 sont, par exemple en un matériau semi-conducteur comme le silicium. En variante, les substrats 631 sont en verre.
Un avantage de l'introduction d'un gaz ou d'un vide au centre de la puce 603 et plus particulièrement entre deux éléments d'antenne est que cela permet de limiter les interférences ou communications croisées entre les ondes captées par le premier élément d'antenne 101a et les ondes captées par le troisième élément d'antenne 401c.
La , la , la , la et la sont des vues en coupe, illustrant de façon partielle et schématique, des étapes successives d'un exemple de procédé de fabrication du dispositif illustré en figures 6A et 6B selon un mode de réalisation.
La représente une structure comportant un substrat 631 sur lequel une couche de protection 635 a été formée.
La couche de protection 635 correspond, à l'issue du procédé de fabrication du dispositif 600, à la couche de protection 106 ou à la couche de protection 426. La couche 635 est ainsi de même nature que les couches 106 et 426.
La illustre la structure obtenue à l'issue d'une étape de formation de renfoncements 637 non traversants dans la structure illustrée en . A titre d'exemple, une partie de l'épaisseur du substrat 631 est retirée localement par gravure, de façon à former les renfoncements 637. Les renfoncements 637 sont formés à partir d'une deuxième face du substrat631, par exemple opposée à la première face. En d'autres termes, les renfoncements 637 sont formés à partir de la face opposée à la couche 635.
La illustre la structure obtenue à l'issue d'une étape de formation d'éléments d'antenne 601x sur et en contact avec la couche de protection 635 revêtant le substrat 631. En variante, lorsque la couche de protection 106 est omise, les éléments d'antenne 601x sont formés en contact avec le substrat 631. Les éléments d'antenne 601x correspondent, à l'issue du procédé de fabrication du dispositif 600, aux premiers éléments d'antenne 101a ou aux troisièmes éléments d'antenne 401c. A titre d'exemple, les éléments d'antenne 601x sont alignées avec les renfoncements 637.
La correspond à la structure obtenue à l'issue d'une étape de fixation des deux structures telles qu'illustrées en l'une sur l'autre, par leur face comprenant les renfoncements 637, en alignant les renfoncements 637 des deux structures de façon à définir les cavités 629, les deux substrats 631 formant le substrat 617. La fixation des deux structures peut être obtenue par collage direct ou collage moléculaire de la face du substrat 631 de la première structure opposée aux éléments d’antenne 601x sur la face du substrat 631 de la deuxième structure opposée aux éléments d’antenne 601x. A titre de variante, un matériau intermédiaire de collage peut être prévu entre les substrats 631 des deux structures, en périphérie des cavités 629.
A titre de variante, les éléments d'antennes 601x sont formés après l'étape de fixation des deux substrats 631 entre eux.
La correspond à la structure obtenue à l'issue d'une étape de découpe de la structure illustrée en afin de former des puces 603 individuelles. Lors de cette étape de découpe, similairement à ce qui a été décrit en relation avec la , des tranchées 119 sont formées dans le substrat 617 et, par exemple à travers le substrat 617. Les tranchées 119 sont formées de sorte que chaque puce 603 comprenne au moins un premier élément d'antenne 101a, au moins un troisième élément d'antenne 401c et une cavité 629.
A titre d'exemple, les tranchées 119 de la structure illustrée en sont similaires aux tranchées 119 de la structure illustrée en . Les tranchées 119 traversent, par exemple, les couches de protection 106 et 426 lorsqu'elles sont présentes.
A l'issue de cette étape, bien que cela ne soit pas représenté en figures 7A à 7E, similairement à ce qui a été décrit en relation avec la , le procédé comprend, une étape de report des puces 603 sur la face supérieure du substrat de report 107, une étape de formation de la deuxième piste conductrice 111b, une étape de de formation du deuxième élément d'antenne 301b et une étape de formation des joints de soudure 115, 323 et 427.
Un avantage du procédé décrit est qu'il permet de maximiser la taille de l'antenne vis à vis de la taille de la puce et de capter des ondes électromagnétiques dans toutes les directions. Ceci permet notamment d'augmenter les performances de l'antenne.
Un avantage du procédé décrit est qu'il peut aisément s'adapter à de nombreux types d'antenne, par exemple aux antennes Bluetooth, aux antennes 3G, 4G ou 5G.
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. En particulier, le mode de réalisation des figures 6A, 6B peut être combiné au mode de réalisation des figures 3A et 3B.
En outre, les modes de réalisation décrits ne se limitent pas aux exemples de matériaux et de dimensions mentionnées dans la présente description.
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.
Claims (15)
- Procédé de fabrication d'un dispositif électronique (100 ; 300 ; 400 ; 600) comportant les étapes successives suivantes :
- formation d'une pluralité de premiers éléments d'antenne (101a) sur une première face (105) d'au moins un premier substrat (117 ; 631) ;
- découpe du premier substrat (117 ; 631) de façon à former une pluralité de puces d'antenne (103 ; 303 ; 403 ; 603), chaque puce comportant, sur une première face (105) correspondant à ladite première face du premier substrat, l'un desdits premiers éléments d'antenne ; et
- fixation de l'une desdites puces d'antenne (103 ; 303 ; 403 ; 603) sur un substrat de report (107), par une deuxième face (109) de la puce, orthogonale à sa première face.
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel une première piste métallique (111a) est formée dans et/ou sur le substrat de report (107), le procédé comportant, après l'étape c., une étape de formation d'une deuxième piste conductrice (111b) sur le substrat de report (107) entre le premier élément d'antenne (101a) et la première piste métallique (111a), de façon à les connecter électriquement.
- Procédé selon la revendication 2, comportant une étape de dépôt d'un premier joint de soudure (115) entre le premier élément d'antenne (101a) et la deuxième piste conductrice (111b).
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les premiers éléments d'antenne (101a) sont formés par un dépôt pleine plaque d’un matériau électriquement conducteur sur la première face (105) du premier substrat (117), suivi d'un retrait localisé dudit matériau pour définir les premiers éléments d’antenne (101a).
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les premiers éléments d'antenne (101a) sont formés par dépôt localisé d’un matériau électriquement conducteur, par exemple une encre conductrice, sur la première face (105) du premier substrat (117).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comportant, après l'étape b., une étape de formation d'un deuxième élément d'antenne (301b) sur une troisième face (321) de la puce (303 ; 403 ; 603), opposée à la deuxième face (109) de la puce.
- Procédé selon la revendication 6, dans lequel le deuxième élément d'antenne (301b) est formé par dépôt localisé d’un matériau électriquement conducteur, par exemple une encre conductrice, sur la troisième face (321) de la puce.
- Procédé selon la revendication 6 ou 7, comportant une étape de dépôt d'un deuxième joint de soudure (323) entre les deuxième (301b) et premier (101a) éléments d'antenne.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comportant, entre les étapes a. et b., une étape de retournement du premier substrat (117 ; 631) et de formation d'une pluralité de troisièmes éléments d'antenne (401c) sur une quatrième face (425) du premier substrat, opposée à la première face (105).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le premier substrat (117 ; 631) est en un matériau semiconducteur.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le premier substrat (117 ; 631) est en verre.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel la puce (603) comprend une cavité (629) vide ou remplie d'un gaz.
- Procédé selon la revendication 12, dans lequel la puce (603) comprend deux premiers substrats (631) accolés, au moins l’un des deux premiers substrats (631) comprenant un renfoncement (637) définissant ladite cavité (629).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel le premier substrat (117 ; 631) est revêtu, lors d'une étape précédant l'étape a., d'une couche de protection (106), à l'interface avec les premiers éléments d'antenne (101a).
- Dispositif (100 ; 300 ; 400 ; 600) électronique comportant :
- une puce d'antenne (103 ; 303 ; 403 ; 603) formée dans et sur un premier substrat (117 ; 631), ladite puce d'antenne comportant au moins un premier élément d'antenne (101a) formé sur une première face (105) de la puce d'antenne ; et
- un substrat de report (107),
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2023
- 2023-06-05 US US18/205,729 patent/US20230402745A1/en active Pending
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