WO2000073986A1 - Tete pour le depot d'une substance sur un support avec un circuit electronique - Google Patents

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Definitions

  • dispenser This deposit operation, hereinafter called “dispensation" is carried out for example using a machine sold under the name CAMELOT by the American company CAMELOT System Ink.
  • This so-called “dispensation” technique consists in practice of applying a liquid or low viscosity substance by means of a syringe or the like with controlled flow and opening. The displacement and opening parameters of the syringe are controlled by a computer program.
  • the thickness of these deposits can be much greater than by a screen printing process, which makes it possible to obtain larger sections therefore of low contact resistance.
  • FIG. 1 illustrates a first embodiment of the method for manufacturing smart cards in contact with the deposition technique using a syringe
  • FIG. 2 illustrates a variant of this method.
  • a card body 1A is produced comprising a cavity 20 which can be produced by injection molding or by colammation of thermoplastic sheets followed by machining of the cavity.
  • the chip 2 is placed in the cavity with its active face, in particular its output pads 21, upwards and it is fixed for example by gluing. It is also possible to locally heat the cavity and then place the chip in the thermoplastic material thus melted.
  • the active face is not necessarily at the same level as the bottom of the cavity.
  • the contact terminal 3 and the connections 30 are made with the output pads 21 by depositing the conductive substance, for example a polymer resin charged with conductive particles. or intrinsically conductive, by means of a syringe which is moved to follow the path of the different contacts of the terminal block and the different connections.
  • the conductive substance for example a polymer resin charged with conductive particles. or intrinsically conductive, by means of a syringe which is moved to follow the path of the different contacts of the terminal block and the different connections.
  • FIG. 2 illustrates a variant of the process which has just been described in which a cavity is produced on two levels, that is to say a cavity having a "recess" in its bottom.
  • this recess are sufficient to receive the chip and its depth is substantially equal to the thickness of the chip so that the active face of the latter is at the bottom of the cavity.
  • the present invention provides a new technology for the deposition of such a substance.
  • This new technology improves productivity. It proposes the use of a head for depositing a multi-port substance for the manufacture of electronic devices.
  • a more particular subject of the invention is a head for depositing a substance on a support of the electronic circuit support type, mainly characterized in that it comprises a plurality of orifices suitable for allowing drops of said substance, the orifices being spaced so that the substance deposited by the orifices forms by spreading on the support one or more continuous lines or a surface.
  • the head has a non-planar surface corresponding substantially to the surface of the support and in which said orifices are formed.
  • the deposited substance is an electrically conductive substance.
  • the deposited substance is an electrically insulating substance.
  • the support on which the drops are deposited is a plastic support.
  • the support on which the drops are deposited is a paper support.
  • the method is a method of manufacturing an electronic device of the chip card type comprising at least one microcircuit embedded in a support and output pads connected to interface elements constituted by a terminal block and / or a antenna
  • the connections between the output pads and the interface elements are made by simultaneously depositing a plurality of closely spaced drops forming said connections.
  • this reinforcing layer is produced by depositing a plurality of drops of an insulating substance at the periphery of the microcircuit.
  • FIG. 1 shows a diagram in cross section and which illustrates a method of manufacturing contact smart cards using the technique of dispensing a substance of low viscosity for making contacts according to the prior art
  • Figure 2 illustrates a variant of the method according to Figure 1
  • Figure 3 shows the diagram of the face of a deposition head according to a first embodiment according to the present invention
  • FIG. 4 represents the diagram of a deposition step carried out by means of a head according to FIG. 3
  • Figure 5 shows the head seen along section AA of Figure 3
  • FIG. 6 shows the diagram of an alternative embodiment of the head seen in section;
  • FIG. 7 represents the diagram of a head according to a second embodiment; - Figure 8, shows the diagram of a deposition step performed by means of a head according to Figure 7,
  • Figure 9 shows the diagram of a head seen along the section BB of Figure 7
  • the head which is the subject of the invention allows drops of substance to be discharged by means of spaced orifices so as to obtain one or more continuous lines. It also makes it possible to obtain surfaces by juxtaposition of several lines.
  • the invention applies to making connections of the integrated circuit to the contact pads of smart cards as well as to depositing the reinforcing layer placed under the microcircuit of a smart card.
  • This first embodiment corresponds to a head which can be used for making the connections between the output pads and the interface elements of an electronic device such as a smart card.
  • Figure 6 is a sectional view of an alternative embodiment of a head according to Figure 3.
  • the head has a non-planar face corresponding to the relief of the support on which it is desired to deposit the substance.
  • this variant shows the cross section of a head capable of corresponding to the process for depositing a substance for making the contacts according to the diagram in FIG. 1.
  • FIG. 7 also shows a second embodiment of a head according to the invention.
  • the face F intended to be opposite the support on which one proceeds to the deposition, comprises several sets of orifices 12 forming a rectangle.
  • This embodiment is suitable for depositing a reinforcing material used in the technique of manufacturing smart cards using the technology called “flip chip” in the case where a reinforcing material is deposited between the chip and the substrate. , this technique is called “underfill” in English terminology.
  • Such a deposit is used to reinforce the mechanical strength of the chip on the circuit, in particular when the electronic device undergoes mechanical stresses of torsion or bending, or climatic constraints which can cause thermal expansion.
  • the substance used will be chosen for its characteristics, giving it the possibility of migrating under the chip, before their polymerization, by capillary action.
  • FIG. 8 illustrates the result of the method when a head such as that shown diagrammatically in FIG. 7 is used.
  • Figure 9 illustrates the head as shown in Figure 7 sectional view along section BB.

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Abstract

L'invention concerne une tête pour le dépôt d'une substance sur un support (1A) de type support de dispositif électronique. Elle comporte une pluralité d'orifices (11) aptes à laisser évacuer des gouttes de ladite substance, les orifices étant espacés de manière à ce que la substance déposée par les orifices forme sur le support une ou plusieurs lignes continues ou une surface. Application à la fabrication des cartes à puces.

Description

TETE POUR LE DEPOT D'UNE SUBSTANCE SUR UN SUPPORT AVEC UN CIRCUIT ELECTRONIQUE
La présente invention concerne une tête pour le dépôt d'une substance sur un support de type support de circuits électroniques.
Elle concerne également un procédé de fabrication 5 d'un dispositif électronique notamment de dispositifs électroniques portables comprenant au moins un microcircuit noyé dans un support, ledit procédé comportant au moins une étape de dépôt d'une substance sur un ou plusieurs trajets prédéterminés. 10 L'invention s'applique tout particulièrement au procédé de fabrication de dispositifs électroniques tels que des cartes à puce.
L'invention s'applique aussi en particulier aux étiquettes électroniques qui sont utilisées pour 15 l'identification de produits et que l'on peut assimiler à des cartes à puce sans contact.
Selon les technologies de fabrication des cartes à puce existantes, il peut y avoir différentes opérations de dépôt d'une substance. On réalise par exemple 20 lorsque ladite substance est conductrice le bornier de contact et les connexions avec les plots de sortie du microcircuit .
Dans ce cas, la substance est par exemple une résine polymère chargée de particules conductrices ou 25 intrinsèquement conductrices.
Cette opération de dépôt, appelée dans la suite « dispense », est réalisée par exemple au moyen d'une machine commercialisée sous la dénomination CAMELOT par la société américaine CAMELOT System Ink. Cette technique dite de « dispense » consiste en pratique à appliquer une substance liquide ou de faible viscosité au moyen d'une seringue ou analogue à débit et ouverture commandés. Les paramètres de déplacement et d'ouverture de la seringue sont commandés par un programme informatique.
L'épaisseur de ces dépôts peut être beaucoup plus élevée que par un procédé de sérigraphie, ce qui permet d'obtenir des sections plus importantes donc de faible résistance de contact.
On pourra se reporter au schéma de la figure 1 et de la figure 2 pour mieux comprendre ce procédé.
En effet le schéma de la figure 1 illustre un premier mode de réalisation du procédé de fabrication de cartes à puce à contact avec la technique de dépôt au moyen d'une seringue et la figure 2 illustre une variante de ce procédé.
Dans une première étape, on réalise un corps de carte 1A comportant une cavité 20 qui peut être réalisée par moulage par injection ou par colammation de feuilles thermoplastiques suivie d'un usinage de la cavité .
Dans une deuxième étape, on met la puce 2 dans la cavité avec sa face active , en particulier ses plots de sortie 21 , vers le haut et on la fixe par exemple par collage. On peut aussi procéder à un chauffage local de la cavité puis une mise en place de la puce dans la matière thermoplastique ainsi fondue La face active n'est pas nécessairement au même niveau que le fond de la cavité
Dans une troisième étape, on réalise le bornier de contact 3 et les connexions 30 avec les plots de sortie 21 en déposant la substance conductrice , par exemple une résine polymère chargée de particules conductrices ou intrinsèquement conductrices, au moyen d'une seringue que l'on déplace pour suivre le trajet des différents contacts du bornier et des différentes connexions . Cette technique connue permet de réaliser des dépôts de résine conductrice constituant les contacts du bornier d' interface de la carte et les connexions entre ces contacts et les plots de sortie de la puce.
La figure 2 illustre une variante du procédé qui vient d'être décrit dans laquelle on réalise une cavité à deux niveaux, c'est à dire une cavité présentant un «évidement» dans son fond.
Les dimensions de cet évidement sont suffisantes pour recevoir la puce et sa profondeur est sensiblement égale à l'épaisseur de la puce de telle sorte que la face active de celle-ci se trouve au niveau du fond de la cavité .
On notera que dans les deux cas décrits on réalise également une protection de la puce par dépôt d'une résine 7.
La présente invention propose une nouvelle technologie pour le dépôt d'une telle substance.
Cette nouvelle technologie permet d'améliorer la productivité. Elle propose l'utilisation d'une tête de dépôt d'une substance multiorifice pour la fabrication de dispositifs électroniques.
La présente invention s'applique tout aussi bien au dépôt d'une substance électriquement conductrice qu' à celui d'une substance électriquement isolante. L'invention a plus particulièrement pour objet une tête pour le dépôt d'une substance sur un support de type support de circuit électronique, principalement caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité d'orifices aptes à laisser évacuer des gouttes de ladite substance, les orifices étant espacés de manière à ce que la substance déposée par les orifices forme en s 'étalant sur le support une ou plusieurs lignes continues ou une surface. Selon une autre caractéristique, la tête comporte une surface non plane correspondant sensiblement à la surface du support et dans laquelle sont formés lesdits orifices .
Un autre objet de la présente invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif électronique, le procédé comportant au moins une étape de dépôt sur un ou plusieurs trajets prédéterminés d'une substance, principalement caractérisé en ce que l'étape de dépôt est réalisée par dépôt simultané d'une pluralité de gouttes de substance rapprochées formant le ou lesdits trajets .
Selon une autre caractéristique, la substance déposée est une substance électriquement conductrice.
La substance déposée est une substance électriquement isolante.
Le support sur lequel est réalisé le dépôt des gouttes est un support plastique.
Le support sur lequel est réalisé le dépôt des gouttes est un support papier. Dans le cas où le procédé est un procédé de fabrication d'un dispositif électronique du type carte à puce comprenant au moins un microcircuit noyé dans un support et des plots de sortie reliés à des éléments d' interface constitués par un bornier et/ou une antenne, les connexions entre les plots de sortie et les éléments d'interface sont réalisées par le dépôt simultané d'une pluralité de gouttes rapprochées formant lesdites connexions. Dans le cas où une couche de renfort est disposée sous le microcircuit, cette couche de renfort est réalisée par le dépôt d'une pluralité de gouttes d'une substance isolante à la périphérie du microcircuit.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description qui est faite ci-après et qui est donnée à titre d'exemple non limitatif et îllustratif à partir des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1, représente un schéma en section transversale et qui illustre un procédé de fabrication de cartes à puce à contact utilisant la technique de dispense d'une substance de faible viscosité pour la réalisation des contacts selon l'état de la technique; la figure 2, illustre une variante du procédé selon la figure 1 ; la figure 3, représente le schéma de la face d'une tête de dépôt selon un premier mode de réalisation conforme à la présente invention ; la figure 4, représente le schéma d'une étape de dépôt réalisée au moyen d'une tête selon la figure 3 ; la figure 5, représente la tête vue suivant la coupe AA de la figure 3 ; la figure 6, représente le schéma d'une variante de réalisation de la tête vue de coupe ; la figure 7, représente le schéma d'une tête selon un deuxième mode de réalisation ; - la figure 8, représente le schéma d'une étape de dépôt réalisée au moyen d'une tête selon la figure 7 , la figure 9 représente le schéma d'une tête vue suivant la coupe BB de la figure 7 Comme cela est décrit dans la suite la tête objet de l'invention permet de laisser évacuer des gouttes de substance au moyen d'orifices espacés de manière à obtenir une ou plusieurs lignes continues. Elle permet aussi d'obtenir des surfaces par juxtaposition de plusieurs lignes.
L'invention s'applique à la réalisation des connexions du circuit intégré aux plages de contact des cartes à puce ainsi qu'au dépôt de la couche de renfort disposée sous le microcircuit d'une carte à puce.
L'invention s'applique également au dépôt de trajets de substance sur un film support diélectrique. La figure 3 illustre un premier mode de réalisation d'une tête de dépôt conforme à l'invention.
Ce premier mode de réalisation correspond à une tête qui pourra être utilisée pour la réalisation des connexions entre les plots de sortie et les éléments d'interface d'un dispositif électronique tel qu'une carte à puce .
On voit sur cette figure que la tête présente sur la face F, destinée à venir en regard du support sur lequel on va procéder au dépôt de la substance, plusieurs ensembles d'orifices portant la référence 11. Chaque ensemble permet d'obtenir un trajet correspondant dans ce cas à un contact 110, comme on peut le voir sur la figure 4.
Ces différents ensembles d'orifices forment une étoile correspondant au schéma de contacts de la figure 4 c'est à dire aux différentes connexions à réaliser. On pourra selon cet exemple effectuer une connexion des plots de sortie d'un microcircuit 200 en le plaçant au dessus de ces contacts 110. La figure 5 illustre cette même tête vue en coupe selon la coupe AA de figure 4, la région 111 que l'on peut voir également sur la figure 3 correspond dans cet exemple à une empreinte laissée dans la tête de dépôt de manière à protéger le microcircuit (ou puce de circuit intégré) lors de cette opération de dépôt de substance conductrice.
La figure 6 est une vue en coupe d'une variante de réalisation d'une tête selon la figure 3. Dans cette variante la tête comporte une face non plane correspondant au relief du support sur lequel on désire réaliser le dépôt de la substance. A titre d'exemple, on a représenté sur cette variante la coupe transversale d'une tête susceptible de correspondre au procédé de dépôt d'une substance pour la réalisation des contacts selon le schéma de la figure 1.
On a également représenté sur la figure 7 un deuxième mode de réalisation d'une tête conforme à 1 ' invention. Dans ce mode de réalisation, la face F, destinée à être en regard du support sur lequel on procède au dépôt, comporte plusieurs ensembles d'orifices 12 formant un rectangle.
Ce mode de réalisation est adapté au dépôt d'un matériau de renfort utilisé dans la technique de fabrication des cartes à puces utilisant la technologie dénommée « flip chip » dans le cas où l'on dépose un matériau de renfort entre la puce et le substrat, cette technique est dite « underfill » en terminologie anglosaxone.
On recourt à un tel dépôt pour renforcer la tenue mécanique de la puce sur le circuit, en particulier lorsque le dispositif électronique subit des contraintes mécaniques de torsion ou de flexion, ou des contraintes climatiques qui peuvent engendrer une dilatation thermique.
Le dépôt d'un tel matériau de renfort s'effectue par distribution dudit matériau sur les pourtours de la puce après qu'elle ait été connectée selon une des techniques connues.
La substance utilisée sera choisie pour ses caractéristiques lui conférant la possibilité de migrer sous la puce, avant leur polymérisation, par effet de capillarité.
La figure 8 illustre le résultat du procédé lorsqu'on utilise une tête telle que celle qui est schématisée par la figure 7.
La figure 9 illustre la tête telle que représentée sur la figure 7 vue en coupe selon la coupe BB.

Claims

REVENDICATIONS
1. Tête pour le dépôt d'une substance sur un support de type support de dispositif électronique, caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité d'orifices (11) aptes à laisser évacuer des gouttes de ladite substance, les orifices étant espacés de manière à ce que la substance déposée par les orifices forme en s 'étalant sur le support (1A) une ou plusieurs lignes continues (110, 120) ou une surface.
2. Tête pour le dépôt d'une substance selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle comporte une surface (F) non plane correspondant sensiblement à la surface du support dans laquelle sont formés lesdits orifices .
3. Procédé de fabrication d'un dispositif électronique, comprenant au moins une étape de dépôt sur un ou plusieurs trajets prédéterminés d'une substance, caractérisé en ce l'étape de dépôt est réalisée par dépôt simultané d'une pluralité de gouttes de substance rapprochées formant le ou lesdits trajets.
4 Procédé de fabrication d'un dispositif électronique selon la revendication 3, caractérisé en ce que, la substance déposée est une substance électriquement conductrice
5 Procédé de fabrication d'un dispositif électronique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la substance déposée est une substance électriquement isolante.
6. Procédé de fabrication d'un dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications
3 à 5, caractérisé en ce que le support (1A) sur lequel est réalisé le dépôt des gouttes est un support plastique.
7. Procédé de fabrication d'un dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le support (1A) sur lequel est réalisé le dépôt des gouttes est un support papier.
8. Procédé de fabrication d'un dispositif électronique selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le dispositif électronique est du type carte à puce comprenant au moins un microcircuit
(200) noyé dans un support (1A) et des plots de sortie reliés à des éléments d'interface constitués par un bornier et/ou une antenne, et en ce que les connexions
(30) entre les plots de sortie et les éléments d'interface sont réalisées par le dépôt simultané d'une pluralité de gouttes rapprochées formant lesdites connexions .
9. Procédé de fabrication d'un dispositif électronique selon les revendications 3 et 5, caractérisé en ce que le dispositif électronique est du type carte à puce comprenant au moins un microcircuit (200) noyé dans un support (1A) , en ce que une couche de renfort est disposée sous le microcircuit, et en ce que cette couche de renfort est réalisée par le dépôt d'une pluralité de gouttes (120) d'une substance isolante à la périphérie du microcircuit.
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