CA2104374C - Procede d'assemblage en continu de bandes a motifs et micromodule de circuit integre obtenu par ledit procede - Google Patents
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Abstract
Le procédé consiste à coller par pression une première bande (11) sur une deuxième bande (10) au travers d'une presse à coller (8, 9), en repérant sur chacune des bandes les pas de motifs et en juxtaposant au moment du collage les repères des pas de motifs de chaque bande par extension d'au moins une bande l'une par rapport à l'autre et par échauffement différent de chacune des bandes en regard pour provoquer un déplacement relatif par dilatation des deux bandes l'une par rapport à l'autre. Applica- tion: fabrication de "cartes à puces".
Description
WO X2/15118 ' PCT/FR92/00158 ~1~ 43'~ 4 Procédé d'assemblage en continu de bandes à motifs et micromodule de circuit intégré obtenu par ledit procédé.
La présente invention concerne un procédé d'assemblage en continu d.e bandes à motifs.
Elle s'applique notamment à la réalisation de micromodules. en circuit intégré, entrant dans la fabrication des cartes plates portables dites "cartes à
puce". Dans ces cartes, les micromodules sont formés par . un ensemble d'éléments composé . d'une puce en circuit intégré, de contacts métalliques servant de connexion du micromodule avec des dispositifs extérieurs, de fils de liaison pour relier la puce au contacts métalliques et d'une protecaion formée d'une résine recouvrant la puce, les fils de: liaison, et, partiellement les contacts métalliques.
Pour fabriquer un micromodule et l'incorporer ensuite à
une carte, u.n premier procédé connu consiste à reporter la puce sur une bande métallique prédécoupée en forme de grille de conducteur, à souder la puce sur une plage de cette grille: 0~1 elle est reliée par des fils soudés à
d'autres plages de la grille, à enrober la puce et les fils par urne goutte de résine de protection de type époxy ou silicone en laissant les conducteurs de la grille partiellement dénudés, â découper la bande métallique e:n micromodules individuels comprenant chacun une puce enrobée et des contacts extérieurs dénudés et à
coller le micromodule dans une cavité superficielle d'une carte en matière plastique, de telle sorte que, des portions de grilles non enrobées de résine affleurent ea constituent le connecteur extérieur de la carte.
Selon un deuxième procédé également connu, la bande
La présente invention concerne un procédé d'assemblage en continu d.e bandes à motifs.
Elle s'applique notamment à la réalisation de micromodules. en circuit intégré, entrant dans la fabrication des cartes plates portables dites "cartes à
puce". Dans ces cartes, les micromodules sont formés par . un ensemble d'éléments composé . d'une puce en circuit intégré, de contacts métalliques servant de connexion du micromodule avec des dispositifs extérieurs, de fils de liaison pour relier la puce au contacts métalliques et d'une protecaion formée d'une résine recouvrant la puce, les fils de: liaison, et, partiellement les contacts métalliques.
Pour fabriquer un micromodule et l'incorporer ensuite à
une carte, u.n premier procédé connu consiste à reporter la puce sur une bande métallique prédécoupée en forme de grille de conducteur, à souder la puce sur une plage de cette grille: 0~1 elle est reliée par des fils soudés à
d'autres plages de la grille, à enrober la puce et les fils par urne goutte de résine de protection de type époxy ou silicone en laissant les conducteurs de la grille partiellement dénudés, â découper la bande métallique e:n micromodules individuels comprenant chacun une puce enrobée et des contacts extérieurs dénudés et à
coller le micromodule dans une cavité superficielle d'une carte en matière plastique, de telle sorte que, des portions de grilles non enrobées de résine affleurent ea constituent le connecteur extérieur de la carte.
Selon un deuxième procédé également connu, la bande
2~04'3~4 métallique ;prédécoupée de départ est remplacée par une bande diélectrique métallisée gravée selon un motif de connexion à déterminer. La bande diélectrique forme dans ce cas le support principal de la puce. Les connexions ont une très faible épaisseur et sont obtenues par pré-dépôt d'une couche métallique sur la bande plastique de photogravure de cette couche métallique. La puce est reliée par des fils soudés à des plages de la couche métallisée.
l0 Ces procédés présentent un certain nombre d'inconvénients. Dans le cas d'utilisation d'une bande métallique prédécoupée, la résine d'encapsulation du micromodule adhère mal sur les conducteurs de la grille, ceci d'autant plus que pratiquement la résine se situe d'un seul côté de la bande, l'autre étant réservé pour laisser les conducteurs accessibles pour servir de connecteurs. I1 en résulte un problème de fiabilité
difficilement soluble, causé principalement par le passage d'humidité entre la résine et les conducteurs.
Dans le cas de l'utilisation d'une bande diélectrique métallisée et photogravée, il faut nécessairement que la bande soit constituée de matière suffisamment rigide et ait une bonne tenue à la température pour ne pas se gondoler lorsque la température s'élève ce qui impose que la définition du motif de conducteur ne soit exécutée que par photogravure sur la bande diélectrique et rend ce deuxiëme procédé beaucoup plus coflteux qu'un découpage mécanique, par exemple.
Un troisième procédé est connu par la demande de brevet européen publiée sous le n° 0 296 511 déposée sous le n° 88 1097430 le 18 juin 1988.
Cette demande de brevet concerne un procédé de fabrication d'un ruban destiné à fournir des modules __ ~ 21U4~'â4 pour équipear des cartes électroniques appelées aussi "smart carda". Cependant la solution proposée dans cette demande n'ESst pas satisfaisante.
En effet, selon. ce procédé, on se munit d~~tne bande métallique dont l'épaisseur est typiquement de 75 micromètres. mais qui peut varier entre 50 et 150 miarométres:. Cette bande est pourvue de perforations permettant son entrainement et d'ouvertures obtenues par étampage, dëlimitant les réseaux de conducteurs des circuits.. On se munit ëgalement d'un ensemble de feuilles isolantes de 125 micrométres d'épaisseur partant sur une face une matière thermoplastique ou thermodurcissable pour un collage d chaud. Les feuilles comportent un enssmble de trous dont la disposition cvrresgond â l'emplacement cêes connexions et un trou central pour l'emplacement du circuit.
Les feuilles sont oollées sur 1a bande mëtall~que par chauffage. Le chauffage provoque un certain retrait du matériau isolant rendant difficile 1~'utilisation de feuilles plus grandes surtout dans le sens Iongitud~.nal.
Avec un col;Lage ~t froid le probléme ne se poserait pas en revanche l'adhérence sur le métal est mauvaise.
D'autre part il est impératif de réaliser une perforation dans chaque feuille d'isolant l'emplacement rëservé pour le circuit afin d'y Iager le circuit et de rentrer ainsi dans les tolérances exigées sur l'épaisseur pour la fabrication des cartes é puce.
On peut: citer ëgalement comme état de la technique le document GB 2031796 A qui décrit un dispositif d'assemblages d'une bande isolante adhésive sur une bande conductrice. Dans le dispositif décrit, le rëglage de la tension ne se fait que sur la bande isolante en modifiant 1.a vitesse de rotation des roues entre lesguellea passe cette bande. Un tel dispositif ne permet pas l'emploi de F~t~iLLE E~~ ~E~~P~~'~~E"-.l~~~T
_.. 3bi b 2 ~. ~ 4 3'~ ~
bandes isolantes trës fines de 30 a 50 ~Cm comme le permet l'invention.
La prissente invention permet de rësoudre ces problèmes.
Elle <a pour objet un procédé d'assemblage en cantinu de bande d matifs. Outre l'avantage d'une ~~~~m~~~~l~~i 21Q4~'~4 fabrication en continu le procédé permet également l'emploi d'une bande de matériau isolant beaucoup moins épais que ce: qu'il est usuel d'utiliser comme épaisseur d'isolant. Ceci permet de laisser le choix au fabricant en fonction par exemple de l'utilisation qui sera faite, de placer 1E: circuit soit sur la bande d'isolant soit sur la bande métallique. En effet, conformément à
l'invention la bande diélectrique peut avoir une épaisseur très faible de l'ordre de 30 à 50 micromètres au lieu de 100 à 200 micromètres.
Le collage d'une puce de circuit intégré peut par conséquent avoir lieu entre la bande diélectrique mince, la formation des connexions électriques à la puce s'effectuant: alors à travers des découpes de la bande diélectrique.. De toutes les façons l'épaisseur globale du micromodule est ainsi considérablement réduite dans un rapport ciécisif qui donne la possibilité de fabriquer des cartes à puce très plates.
Dans 1E: cas ou la puce est collée sur la bande diélectriques au lieu d'être collée sur la surface métallique an a un facteur de sécurité supplémentaire, car le diéls:ctrique mince placé sous la puce peut jouer alors un rôle de tampon élastique évitant d'éventuelles détériorations. En outre le procédé conforme à
l'invention permet de s'affranchir des incompatibilités rencontrées par la demanderesse lors du collage de la bande diélecarique sur la grille métallique qui doit avoir lieu à une température voisine de 200°C et qui provoque unEa dilatation différentielle entre les deux matériaux rendant imprécise la juxtaposition des motifs de la bande diélectrique au-dessus de ceux de la grille métallique. Le procédé conforme à l'invention permet de résoudre le problème de la conservation relative des dimensions cies motifs dans les directions longitudinales et transversales des bandes et leurs positionnements respectifs lorsque celles-ci sont engagées entre des rouleaux presseurs de machines à coller. Une amorce de solution à ce problème peut consister, par exemple, à prévoir les pas de recouvrement des motifs en fonction, soit de la température attendue de collage, soit de l'élasticité des matériaux des bandes ou en étirant, par exemple, une des deux bandes. Mais l'ajustement des pas de recouvrement, en fonction de la température de collage, manque de souplesse car le pas de recouvrement des bandes doit alors être modifié chaque fois que la température de collage ou que la nature des matériaux constituant les bandes sont modifiées, l'étirage des bandes ne valant généralement que pour des températures et des différences de dilatation faibles.
La présente invention propose un procédé d'assemblage en continu de bandes à motifs dont une première est une bande d'isolant perforée et une deuxième une bande métallique prédécoupée, comprenant des étapes de:
dévier les bandes à partir de deux rouleaux de chargement;
repérer sur chacune des bandes des pas de motifs servant de repères;
réaliser un collage par pression de la première bande sur la deuxième bande au travers d'une presse à coller; et juxtaposer au moment du collage les repères des pas de motifs de chaque bande par extension d'au moins une bande par rapport à l'autre ou par échauffement différent de chacune des bandes en regard pour provoquer un déplacement relatif par dilatation des deux bandes l'une par rapport à l'autre.
La présente invention propose aussi un dispositif d'assemblage en continu de bandes à motifs dont l'une est une bande métallique prédécoupée et l'autre une bande d'isolant perforée, comprenant:
des moyens de chargement des bandes comprenant un premier dérouleur de bande sur lequel est montée la bande métallique enroulée sur elle-même avec une bande intercalaire empêchant une imbrication des motifs, et un deuxième dérouleur de bande sur lequel est montée la bande d'isolant enroulée sur elle-même;
des moyens pour réaliser un collage par pression de la première bande sur la deuxième bande;
des moyens de repérage sur chacune des bandes de pas de motifs servant de repères; et des moyens pour juxtaposer, au moment du collage, les repères des bandes par extension d'au moins une des bandes par rapport à l'autre ou par échauffement différent de chacune des bandes en regard pour provoquer un déplacement relatif par dilatation des deux bandes l'une par rapport à
l'autre.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard des dessins annexés qui représentent:
- la figure 1, une vue de dessus d'une bande métallique prédécoupée selon l'invention, ~1 ~43'~4 - la figure 2, une vue de dessus d'une bande diélectrique perforée selon l'invention, destinée à être collée sur la bande métallique de la fie ~e 1, - la figure 3, une vue montrant la juxtaposition des deux bandes en cours de collage, - la figure 4, un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la figure 5, une représentation d'une presse à
pigeonneau utilisée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
- la figure 6, le micromodule fabriqué selon l'invention, â un stade intermédiaire de fabrication;
- la fia~ire 7, représente un micromodule selon l'invention à un stade final de fabrication;
- la figure 8, représente un micromodule constituant une antenne émission/réception.
- la figure 9, représente un micromodule constituant une étiquette d'identification.
La bande métallique prédécoupée 1 qui est représentée à la figure l, est formée d'une bande de cuivre ou de cuivre étamé d'épaisseur d'environ 35 à 70 micromètre. Sa largeur est définie pour correspondre à
la largeur ~de connexion finale à réaliser et peut être de l'ordre ~de 1 cm à quelques centimètres selon les cas.
Elle comporte un découpage d'un motif répétitif 2 réalisé éventuellement par matriçage définissant les contacts séparés 3 qui servent de broche de connexion entre l'intérieur et l'extérieur du micromodule à
assembler sur le ruban.
Dans 1.a représentation de la figure 1 qui est donnée à titre d'exemple, le motif 2 est celui qui permet la connexion d'un micromodule pour carte à puce plate, les contacts représentés étant au nombre de huit.
Les huit contacts séparés 3 sont visibles à l'intérieur d'une ligne fermée 4. Ceux-ci sont séparés par des lignes de découpe 5 des motifs 2. A l'extérieur de la ligne 4, les contacts sont réunis pour assurer la continuité de la bande d'un micromodule à un autre.
La bande 1 comporte des perforations régulières 6 réparties l~e long des bords longitudinaux de la bande sur un c8t~é ou sur les deux c6tés de celle-ci. Ces perforations servent à l'entrafnement de la bande par un système à roue dentée.
La bande métallique découpée forme le support principal des puces qui constituent le coeur des 15. micromodules. Cette bande est recouverte d'une bande diélectrique du type de celle représentée à la figure 2 comportant des perforations prédécoupées (P1 - Pg) destinées à venir en regard des plages conductrices 3 du motif de conducteur découpé dans la bande métallique 1.
Un trou d'i:ndexation (I) sert de repère et permet le positionnement précis des perforations (P1 - Pg) en face des plages .conductrices 3 lors de l'opération de collage à chaud des deux bandes l'une contre l'autre.
Comme l'indique la figure 3, le trou d'indexation est situé, lorsque l'opération de collage est terminée, à l'intersection de deux axes de collage respectivement horizontal :X et vertical Y formés par les lignes de découpe. Ce positionnement est réalisé par le dispositif d'assemblage de bande représenté à la figure 4.
Celui-ci comprend une presse 7 comportant deux plateaux ou éventuellement deux rouleaux 8 et 9 juxtaposés entre lesquels circulent des bandes à motifs l0 et 11 devant être assemblées par collage. Sur la figure 4, le plateau ou le rouleau supérieur 8 est 2~~437~
chauffé jus,qu'à une température de collage d'environ 200°C par u.ne résistance électrique R alimentée par un dispositif d'alimentation en courant électrique extérieur non représenté. Le plateau inférieur 9 est refroidi par un circuit à circulation d'eau 12 traversant un échangeur de température 13 de type pompe à chaleur, ou tout autre dispositif équivalent actionné
par une pompe 14. Les bandes 10 et 11, une fois collées, sont entralnées dans un mouvement de translation entre les deux plateaux ou rouleaux 8 et 9 par une roue à
picot 15 dont les dents engrènent dans les perforations 6 de la bande support ou système de pince à mouvement transversal. La roue à picot 15 est mue par un moteur 16. Les bandes 10 et 11 sont dévidées respectivement à
partir de deux rouleaux de chargement 17 et 18. En effet afin d'obtenir un assemblage en continu des bandes 10 et 11 celles ci sont chacune montée sur un dérouleur et mu par un moteur non représenté.
La bande 10 est montée sur le rouleau 17, alors que la bande 11 est montée sur le rouleau 18. La bande 10 est enroulée sur elle méme avec une bande intercalaire 41 qui tombe au fur et à mesure du déroulement de la bande 10. Cette bande intercalaire 41 permet d'éviter que les motifs ne s'imbriquent les uns dans les autres. La bande 11 est également enroulée sur elle méme. Une bande intercalaire 51 peut être prévue aussi pour éviter toute gène lors du déroulement de la bande 11.
La traction de la bande support 10 est réglée par une roue presseuse 19 sur une poutre 20 de la bande support 10. La poutre 20 retient alors la bande l0 par frottement et procure la tension de cette bande. La tension de la bande à coller 11 est réglée par deux rouleaux presseurs 21 et 22 à frottement calibré. Un organe de commande 23 assure d'une part, la commande en rotation du moteur 16 et de la pompe 17 et d'autre part, celle de la roue presseuse 19 entre la poutre 20.
L'organe de commande 23 reçoit des informations provenant d'une part, d'une caméra 24 par 5 l'intermédiaire d'un analyseur d'image 25, d'autre part, d'un capteur de température 26 branché sur le circuit de circulation de fluide 12, ainsi que d'un dispositif 27 formé par un tensiomètre ou tout autre dispositif équivalent pour mesurer la tension de la bande support 10 10. Ainsi, lorsque les deux bandes, l0 et 11 entrafnées par la traction du moteur 16 défilent sous les rouleaux ou entre les deux plateaux 8 et 9 l'analyseur d'image 25 peut fournir en permanence des informations de décalage delta X et delta Y du trou repère ou d'indexation relativement. aux axes repères X et Y de chaque motif.
L'intérêt de: cette disposition est qu'elle permet, grâce â l'organe de commande 23, d'agir conjointement ou isolément su:r la pression exercée sur la bande 10 ou la bande 11 respectivement, par la roue presseuse 19 pour régler la tension de la bande 10 ou de la bande 11 par les rouleau~s: presseurs 21 et 22 et par réglage des températures. des deux plateaux ou rouleaux presseurs 8 et 9 afin d'ajuster, par extension ou dilatation la position d'une bande par rapport à l'autre pour faire coincider les pas des motifs des deux bandes en annulant les décalages delta X et delta Y du trou repère par rapport aux axes repères X et Y. I1 faut noter cependant qu'un réglage du pas par simple extension d'une des deux bandes l'unes par rapport à l'autre ne vaut que pour des faibles décalages delta X et/ou delta Y des valeurs du pas, que le~> grands décalages ne peuvent être compensés efficacement. que par un ajustement des températures relatives des plateaux ou rouleaux 8 et 9 l'une par rapport à l'autre. En pratique, lorsqu'un décalage delta ~~ ~4~3 j~
X a dépassd un seuil prëdëterminé la compensation de ce dëcalaqe est effectuée par l'organe de commande 23 en agissant sur le refroidi..sement du plateau 9, dans l'autre cas la compensation s'effectue en agissant- sur les rouleaux prc~sseurs 19 ou 21, 22. Cependant, pour que 1c syst~mc fancLionnc efficacement iI est préférable d'appliquer la bande gui a le coefficient de dilatation le plus. important sur le plateau ou rouleau 9 qui est :efroidi, l'autre bande il étant applique contre le 1p plateau ou rouleau 8 qui est cr.auffé. Ainsi, par cx~mgle, pour un collage d'un rouleau de cuivre qui a un coefficient de dilatation de I7.iG--~/°C sur un rou3.eau d'une matiére plastique commercialisée sous la marque df~~xra~.~ "Kapto,~" qui a un coc~ffic~.cwt dr dilata;;ion d~c 1~ ?_Q.7.0-~/°C, le Kaptan doit étrc appliqué sur le plateau ou rouleau 9 et le cuivre sur le plateau ou rouleau prcsscur 8-.
Dans l'op~rati.on de collage il faut naturellement veiller lorsque les plateaux/roulez~ux 8 et 9 viennent en 2G pr ession, à ce que ceux-ci se déplacent correctement suivant la seule direction Z ruarmale au plan (X, Y) âes deux bandes.. Le problème peut étre résolu facilement en uti.l.isant soit des presses à colonnes soit àes presses à
pigeonneau avec ressorts de rdparti.tion. Cependant, pour 2=, dvitcr d'avoir les positions entre axes qui évoluent avec lis t.emp~ratures il est souhaitable d'utiliser, dans le cas. des presses â colannc:~:, des aci ers à faibl c coefficient, de dilatation en utilisant épar exemple de l' acier c~mmer cial isé sous la mangue. d~XT~;~Z ~«rirxuE~ Tfrvar, paa~
30 exempl e.
La solution à prcsfic à pigeonneau dont un schéma de rëali:ation est montré â la figure 5 présente l'avantage d'dire de r~al.i.sati.on simple et d'offrir une pression homogène entre l.es deux plateaux. Comme 1c repr ëscnte la GEtnLLE ~~ ~~i~~L"~~~~E'P1T
WO 92/15118 PCT/FR92/001~8 21 p 4 3'~ 4 figure 5 où les éléments homologues à celle de la figure 4 sont représentés avec les mêmes références, une presse à pigeonneau comporte un plateau inférieur 9 formé par une plaque en acier 28 montée sur une plaque isolante 29 et un plateau supérieur 8 formé par une plaque en acier 30 comportant une coiffe isolante creuse 31 renfermant la tête 32 d'un pigeonneau 33. La plaque en acier 28 comporte sur la surface en regard avec la plaque en acier 30 de:~ ressorts de répartition 34 qui permettent à
la tête de pigeonneau 32, à la plaque d'acier 30 et au ressort 34 <i'être en contact tous ensemble avant que la pression de:~ deux plaques 28 et 30 ne soit exercée sur ' les deux bandes 10 et 11, ce qui évite tout mouvement dans les directions X et Y lors du serrage des deux plaques.
Une fois le collage réalisé celui-ci peut encore être homogénéisé par éventuellement une deuxième presse non représentée qui a alors les mèmes températures sur les deux plateaux ou par deux rouleaux similaires à ceux déjà utilis~_s dans l'état de la technique.
Naturellement, le procédé qui vient d'être décrit peut aussi s'appliquer tout aussi efficacement pour assembler de façon indexée tout matériau à motifs de pas identique ou multiple. Le procédé s'applique également au collage d'un nombre quelconque N de bandes en intercalant N presses de pré-collage avant le poste d'homogénéi:~ation. L'intérêt est alors qu'il permet la réalisation de films multicouches en continu.
Ainsi :le procédé conforme à l'invention permet la fabrication de micromodules de circuits intégrés, cette fabrication comprenant la formation d'une bande métallique prédécoupée comportant notamment des perforation: régulières Lnermettant un entrainement de la bande par roue dentée (à la manière de l'entraînement 13 21~43'~~~
d'un film de cinéma), la formation d'une bande diélectrique très mince perforée, puis le collage des deux bandes l'une contre l'autre, le collage d'une puce de circuit :intégré contre la bande diélectrique mince, et la formai~ion de connexions électriques entre la puce et la bande métallique à travers les découpes de la bande diélectrique. En principe, la bande diélectrique sera plus étroite que la bande métallique, elle ne comportera pas de découpes latérales périodiques permettant un entrainement par roues dentées, et elle sera d'ailleurs en général trop mince pour permettre un entrainement par roue dentée. Lors du collage de la bande diélect~ que contre la bande métallique, les découpes permettant l'entrainement de la bande métallique ne seront pas recouvertes par la bande diélectrique grâce à la largeur inférieure de celle-ci.
Les aui~res opérations de fabrication peuvent étre classiques, par e ample . dépôt d'une goutte de résine pour enrober la puce et les connexions de liaison avec la puce, du côté de la bande diélectrique mais pas du côté de la bande métallique; et éventuellement arasage de la goutta à une hauteur prédéterminÉ-.~; séparation du micromodule d'avec le reste de la bande; le micromodule est alors prêt à être inséré dans une cavité d'une carte plastique.
On remcirque en outre que par ce procédé ce n'est plus la bande diélectrique qui sert à entrafner l'ensemble lors de la fabrication en chaine de micromodule: à partir d'une bande continue, comme cela a pu étre le cas dans des techniques antérieures lorsqu'une bande diélectrique était prévue. L'épaisseur de la bande diélectrique est beaucoup plus faible que dans l'art antérieur 30 à 50 micromètres au lieu de 100 à 200 micromètres par exemple. Cela est trës important car l'épaisseur globale du micromodule est un facteur décisif pour la possibilité de faire des cartes à puces très plates.
D'autre part, compte-tenu de cette très faible épaisseur, la puce peut être collée sur la bande diélectrique: ou sur la bande métallique. Les cas dans lesquels il n'est pas nécessaire de prévoir un contact de face arrière pour la puce sont en effet fréquents en technologie CMOS. Lorsque des contraintes mécaniques s'exercent s.ur la carte, le diélectrique mince placé
sous la carte joue le r8le de tampon élastique ce qui dans certains cas permet d'éviter que la puce ne se détériore.
Lors de: la fabrication, la faible épaisseur de la bande diélecarique facilite un collage très efficace des deux bandes. l'une contre l'autre, sans risque de décollement lors du traitement ultérieur.
Enfin, un autre avantage de l'invention est que le collage de 1.a puce sur le diélectrique permet de prévoir une seule chafne de fabrication de micromodules quel que soit la dimension de la puce à encapsuler, et cela à
partir d'un seul modèle de bande métallique prédécoupée, à la seule condition de prévoir un outil de découpe modifiable ou amovible pour la formation des découpes dans la bande diélectrique; en effet, la puce est isolée de la gril7.e métallique, et seul l'emplacement des perforation:c dans le diélectrique définit la position des connexions entre la puce et la grille; pour une puce de plus grande taille, on placera les perforations plus éloignées du centre de la puce; pour une puce plus petite, on rapprochera les perforations du centre; il suffit bien entendu que les perforations restent au dessus des plages métalliques qui conviennent, mais ces plages peuvent être assez larges dans le cas de 2~04~'~~ -micromodules à faible nombre de contacts ext6ricur. (6 au 8 par cxcmplcj.
L' invewti on porte Egalerecnt sur un micr omodulc qui comporte urge grille métallique découpe collëe contre la 5 bande diéle~ctriquc perforée três mince (épaisseur de préférence inférieure à 50 micromêtrcs, plus génëralcment entre environ 30 et 7o micrométres), avec une puce cc~llëe soit sur la tfande mëtallique soit sur la bande d.iélE:ctriquc et cannecté.e à la bande mëtallique â
1 p travers ~ es: perforations de 1 a bande didlactrique.
La iic~ure 6 représente 1a bande composite partant une puce à ce stade de fabrication. Les références sont les mémos qu'aux figures précédentes.
L~a puce est ensuite enrobe d' un i solant de 1~ protection lCtl de préférence une rësinE épaxy ou une rësinc aux silicones qu'an peut àéposer en goutte au dcs:;us de a a puce ( f igurc 7 ) .
on no~:.cra gue contrairement à ce qui se fasse dans 1a technique utilisant une bande métallique découpée 2ü sans didla~~trique, la rêsinc ne peut pas couler snt~rc les conducteurs 3, c'est-à-dire dans les découpes 1~~~ de la bande métallique puisqu'en principe toutes ces dëcoupes 102 sont recouvertes par la bande diélectrique, au moins dans la paT-tie qui con sti.tuel-a le micromodule ?5 après découpe de la bande.
Le, contraintes mécaniques sur. 7a puce sont particulièrement faibles, pendant et aprês la fabrication, du fait de L'interposition entre le mëtal et la puce d'une faible épaisseur de polyamide qui se compor te comme un tampon de ~uatière ëla: tique.. Gcl.a est.
important 1 orsquc 1.e micr omodulc est i.ncorpor ~ à une carte à puce plate car ces cartes sont sujettes â des cantr.aintes de torsion et flexion três importantes.
Étant donné qu'an peut se contenter d'une três faible tpa,isseur de diélectrique, la hauteur du micromodule: reste limitce â une valeur acceptab3e malgré
le fait que: la puce repos c sur Ie di~lcct:rique. A titre.
indicatif, la puce peut avoir une épaisseur de 250 micramëtree; environ ct les bandes 1t> et ~ ~ une épaisseur dc ~0 micromètres chacune.
La r~~;ine d'encapsulation adhère sur. une surface diélectrique, ce qui est meilleur que sur une surface métallique. I1 n'y a pas de risque de pénétration d'tiumi.dit.~ jusqu ~ à 1 a puce qui est cntaurée de r ésine partout o~ elle ne touche pas 1a bande diélectrique.
Lorsque le mi c>~omodulc est t:-erminë ( f figure 7 y , éventuellement aprzs arasaqe de la résine à une hauteur rr~aximalc d~:sir~e, on le sépare du reste de la bande par une dëcoupc~ mécanique selon la ligne 4 des figures 1 ct 2. S'il s'z~g:t d'un micromodule pour cax-te à puce dont 1 cc - cozinects:ur est constitué par la ï ace accessi.bl e des conductcura 3, on place le micromodule dans une cavitë
d4 la carte â puce, la face portant la puce étant:
tourr~dc vers le fond de 1.a cavitC et les conducteurs restant accessibles à la partie supérieur.
L>ans un perfectionnement dc l' invention cf.figurc i3, tout particulièrement intdrcssant âans le cas de cart.:.cs â pucas fonctionnant en hyperfréquences et destinées à roccvolr Ct/ou émettre un rayonnement t:Iectromagnétique, on peut prcvoir que la bande dié3~ctrigue 11 const'.it:uc le diëlectrique d'une antenne rayonnante,, dont la grille découpée 10, constitue une partie acti.vc. L'antenne 9U c5t: de type microstrip, 3p constituée par exemple à partir de conducteurs découpés dans la bande métalliguc ct qui servent d'antenne au lieu de :>ervir de connecteurs; un plan de masse ëlectrique peut alors étre prdvu dc l'autre côté du diclcct.ri.que; ce plan de masse peut être réalisé soit à
FEUILLE EUE ~E~,~~~:~~E~E~~'s.
17 g f l'aide d'uni? deuxiéme bande métallique 10 découpêe méraniqucmrnt et coll.dc~ contre la face supéri cure de ~la bande diélc:ot;rique 1Z avant mi se en place des puces, sop t à l' <<i de d' une ' mêtallisation photogravée sur la face supérieure du diClectrique. Inversement, on peut prëvoir quia le plan de masse ea au dessous (formé dans la bande tnétalliquc 10} ct l'antenne microstrip au dessus (formée dans la mêtallisation d'une bande diélectr.igue 31 métallisée, ou formée dans une deuxiême bande métallique collée du cbté de la puce}.
~elan une ~rariante de rEalisat;on 1c micromodule peut c:onstit:ucr une étiquette d' identification. YQUr cela la gr i. l 1 e 10 i'~prme une i nductance . La puce 3 (y~y peut être tjlacÉ.e sur une zone métallique ct ètre connectée aux 1~ deux cxt:ri~mit~s de l' inductance<)!i. ~tvantageusomcnt. on prendra un diélectrique peu onéreux comme par exemple du carton. Un tel mi eromodule est représcnt-c~ sur 1 a f figure 9 et cons';.itue une ctriquett:e d' iàentificatian à bas coût.
~:~ç-~9 ~~, ~~~ ~~f t /.
l0 Ces procédés présentent un certain nombre d'inconvénients. Dans le cas d'utilisation d'une bande métallique prédécoupée, la résine d'encapsulation du micromodule adhère mal sur les conducteurs de la grille, ceci d'autant plus que pratiquement la résine se situe d'un seul côté de la bande, l'autre étant réservé pour laisser les conducteurs accessibles pour servir de connecteurs. I1 en résulte un problème de fiabilité
difficilement soluble, causé principalement par le passage d'humidité entre la résine et les conducteurs.
Dans le cas de l'utilisation d'une bande diélectrique métallisée et photogravée, il faut nécessairement que la bande soit constituée de matière suffisamment rigide et ait une bonne tenue à la température pour ne pas se gondoler lorsque la température s'élève ce qui impose que la définition du motif de conducteur ne soit exécutée que par photogravure sur la bande diélectrique et rend ce deuxiëme procédé beaucoup plus coflteux qu'un découpage mécanique, par exemple.
Un troisième procédé est connu par la demande de brevet européen publiée sous le n° 0 296 511 déposée sous le n° 88 1097430 le 18 juin 1988.
Cette demande de brevet concerne un procédé de fabrication d'un ruban destiné à fournir des modules __ ~ 21U4~'â4 pour équipear des cartes électroniques appelées aussi "smart carda". Cependant la solution proposée dans cette demande n'ESst pas satisfaisante.
En effet, selon. ce procédé, on se munit d~~tne bande métallique dont l'épaisseur est typiquement de 75 micromètres. mais qui peut varier entre 50 et 150 miarométres:. Cette bande est pourvue de perforations permettant son entrainement et d'ouvertures obtenues par étampage, dëlimitant les réseaux de conducteurs des circuits.. On se munit ëgalement d'un ensemble de feuilles isolantes de 125 micrométres d'épaisseur partant sur une face une matière thermoplastique ou thermodurcissable pour un collage d chaud. Les feuilles comportent un enssmble de trous dont la disposition cvrresgond â l'emplacement cêes connexions et un trou central pour l'emplacement du circuit.
Les feuilles sont oollées sur 1a bande mëtall~que par chauffage. Le chauffage provoque un certain retrait du matériau isolant rendant difficile 1~'utilisation de feuilles plus grandes surtout dans le sens Iongitud~.nal.
Avec un col;Lage ~t froid le probléme ne se poserait pas en revanche l'adhérence sur le métal est mauvaise.
D'autre part il est impératif de réaliser une perforation dans chaque feuille d'isolant l'emplacement rëservé pour le circuit afin d'y Iager le circuit et de rentrer ainsi dans les tolérances exigées sur l'épaisseur pour la fabrication des cartes é puce.
On peut: citer ëgalement comme état de la technique le document GB 2031796 A qui décrit un dispositif d'assemblages d'une bande isolante adhésive sur une bande conductrice. Dans le dispositif décrit, le rëglage de la tension ne se fait que sur la bande isolante en modifiant 1.a vitesse de rotation des roues entre lesguellea passe cette bande. Un tel dispositif ne permet pas l'emploi de F~t~iLLE E~~ ~E~~P~~'~~E"-.l~~~T
_.. 3bi b 2 ~. ~ 4 3'~ ~
bandes isolantes trës fines de 30 a 50 ~Cm comme le permet l'invention.
La prissente invention permet de rësoudre ces problèmes.
Elle <a pour objet un procédé d'assemblage en cantinu de bande d matifs. Outre l'avantage d'une ~~~~m~~~~l~~i 21Q4~'~4 fabrication en continu le procédé permet également l'emploi d'une bande de matériau isolant beaucoup moins épais que ce: qu'il est usuel d'utiliser comme épaisseur d'isolant. Ceci permet de laisser le choix au fabricant en fonction par exemple de l'utilisation qui sera faite, de placer 1E: circuit soit sur la bande d'isolant soit sur la bande métallique. En effet, conformément à
l'invention la bande diélectrique peut avoir une épaisseur très faible de l'ordre de 30 à 50 micromètres au lieu de 100 à 200 micromètres.
Le collage d'une puce de circuit intégré peut par conséquent avoir lieu entre la bande diélectrique mince, la formation des connexions électriques à la puce s'effectuant: alors à travers des découpes de la bande diélectrique.. De toutes les façons l'épaisseur globale du micromodule est ainsi considérablement réduite dans un rapport ciécisif qui donne la possibilité de fabriquer des cartes à puce très plates.
Dans 1E: cas ou la puce est collée sur la bande diélectriques au lieu d'être collée sur la surface métallique an a un facteur de sécurité supplémentaire, car le diéls:ctrique mince placé sous la puce peut jouer alors un rôle de tampon élastique évitant d'éventuelles détériorations. En outre le procédé conforme à
l'invention permet de s'affranchir des incompatibilités rencontrées par la demanderesse lors du collage de la bande diélecarique sur la grille métallique qui doit avoir lieu à une température voisine de 200°C et qui provoque unEa dilatation différentielle entre les deux matériaux rendant imprécise la juxtaposition des motifs de la bande diélectrique au-dessus de ceux de la grille métallique. Le procédé conforme à l'invention permet de résoudre le problème de la conservation relative des dimensions cies motifs dans les directions longitudinales et transversales des bandes et leurs positionnements respectifs lorsque celles-ci sont engagées entre des rouleaux presseurs de machines à coller. Une amorce de solution à ce problème peut consister, par exemple, à prévoir les pas de recouvrement des motifs en fonction, soit de la température attendue de collage, soit de l'élasticité des matériaux des bandes ou en étirant, par exemple, une des deux bandes. Mais l'ajustement des pas de recouvrement, en fonction de la température de collage, manque de souplesse car le pas de recouvrement des bandes doit alors être modifié chaque fois que la température de collage ou que la nature des matériaux constituant les bandes sont modifiées, l'étirage des bandes ne valant généralement que pour des températures et des différences de dilatation faibles.
La présente invention propose un procédé d'assemblage en continu de bandes à motifs dont une première est une bande d'isolant perforée et une deuxième une bande métallique prédécoupée, comprenant des étapes de:
dévier les bandes à partir de deux rouleaux de chargement;
repérer sur chacune des bandes des pas de motifs servant de repères;
réaliser un collage par pression de la première bande sur la deuxième bande au travers d'une presse à coller; et juxtaposer au moment du collage les repères des pas de motifs de chaque bande par extension d'au moins une bande par rapport à l'autre ou par échauffement différent de chacune des bandes en regard pour provoquer un déplacement relatif par dilatation des deux bandes l'une par rapport à l'autre.
La présente invention propose aussi un dispositif d'assemblage en continu de bandes à motifs dont l'une est une bande métallique prédécoupée et l'autre une bande d'isolant perforée, comprenant:
des moyens de chargement des bandes comprenant un premier dérouleur de bande sur lequel est montée la bande métallique enroulée sur elle-même avec une bande intercalaire empêchant une imbrication des motifs, et un deuxième dérouleur de bande sur lequel est montée la bande d'isolant enroulée sur elle-même;
des moyens pour réaliser un collage par pression de la première bande sur la deuxième bande;
des moyens de repérage sur chacune des bandes de pas de motifs servant de repères; et des moyens pour juxtaposer, au moment du collage, les repères des bandes par extension d'au moins une des bandes par rapport à l'autre ou par échauffement différent de chacune des bandes en regard pour provoquer un déplacement relatif par dilatation des deux bandes l'une par rapport à
l'autre.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard des dessins annexés qui représentent:
- la figure 1, une vue de dessus d'une bande métallique prédécoupée selon l'invention, ~1 ~43'~4 - la figure 2, une vue de dessus d'une bande diélectrique perforée selon l'invention, destinée à être collée sur la bande métallique de la fie ~e 1, - la figure 3, une vue montrant la juxtaposition des deux bandes en cours de collage, - la figure 4, un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la figure 5, une représentation d'une presse à
pigeonneau utilisée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
- la figure 6, le micromodule fabriqué selon l'invention, â un stade intermédiaire de fabrication;
- la fia~ire 7, représente un micromodule selon l'invention à un stade final de fabrication;
- la figure 8, représente un micromodule constituant une antenne émission/réception.
- la figure 9, représente un micromodule constituant une étiquette d'identification.
La bande métallique prédécoupée 1 qui est représentée à la figure l, est formée d'une bande de cuivre ou de cuivre étamé d'épaisseur d'environ 35 à 70 micromètre. Sa largeur est définie pour correspondre à
la largeur ~de connexion finale à réaliser et peut être de l'ordre ~de 1 cm à quelques centimètres selon les cas.
Elle comporte un découpage d'un motif répétitif 2 réalisé éventuellement par matriçage définissant les contacts séparés 3 qui servent de broche de connexion entre l'intérieur et l'extérieur du micromodule à
assembler sur le ruban.
Dans 1.a représentation de la figure 1 qui est donnée à titre d'exemple, le motif 2 est celui qui permet la connexion d'un micromodule pour carte à puce plate, les contacts représentés étant au nombre de huit.
Les huit contacts séparés 3 sont visibles à l'intérieur d'une ligne fermée 4. Ceux-ci sont séparés par des lignes de découpe 5 des motifs 2. A l'extérieur de la ligne 4, les contacts sont réunis pour assurer la continuité de la bande d'un micromodule à un autre.
La bande 1 comporte des perforations régulières 6 réparties l~e long des bords longitudinaux de la bande sur un c8t~é ou sur les deux c6tés de celle-ci. Ces perforations servent à l'entrafnement de la bande par un système à roue dentée.
La bande métallique découpée forme le support principal des puces qui constituent le coeur des 15. micromodules. Cette bande est recouverte d'une bande diélectrique du type de celle représentée à la figure 2 comportant des perforations prédécoupées (P1 - Pg) destinées à venir en regard des plages conductrices 3 du motif de conducteur découpé dans la bande métallique 1.
Un trou d'i:ndexation (I) sert de repère et permet le positionnement précis des perforations (P1 - Pg) en face des plages .conductrices 3 lors de l'opération de collage à chaud des deux bandes l'une contre l'autre.
Comme l'indique la figure 3, le trou d'indexation est situé, lorsque l'opération de collage est terminée, à l'intersection de deux axes de collage respectivement horizontal :X et vertical Y formés par les lignes de découpe. Ce positionnement est réalisé par le dispositif d'assemblage de bande représenté à la figure 4.
Celui-ci comprend une presse 7 comportant deux plateaux ou éventuellement deux rouleaux 8 et 9 juxtaposés entre lesquels circulent des bandes à motifs l0 et 11 devant être assemblées par collage. Sur la figure 4, le plateau ou le rouleau supérieur 8 est 2~~437~
chauffé jus,qu'à une température de collage d'environ 200°C par u.ne résistance électrique R alimentée par un dispositif d'alimentation en courant électrique extérieur non représenté. Le plateau inférieur 9 est refroidi par un circuit à circulation d'eau 12 traversant un échangeur de température 13 de type pompe à chaleur, ou tout autre dispositif équivalent actionné
par une pompe 14. Les bandes 10 et 11, une fois collées, sont entralnées dans un mouvement de translation entre les deux plateaux ou rouleaux 8 et 9 par une roue à
picot 15 dont les dents engrènent dans les perforations 6 de la bande support ou système de pince à mouvement transversal. La roue à picot 15 est mue par un moteur 16. Les bandes 10 et 11 sont dévidées respectivement à
partir de deux rouleaux de chargement 17 et 18. En effet afin d'obtenir un assemblage en continu des bandes 10 et 11 celles ci sont chacune montée sur un dérouleur et mu par un moteur non représenté.
La bande 10 est montée sur le rouleau 17, alors que la bande 11 est montée sur le rouleau 18. La bande 10 est enroulée sur elle méme avec une bande intercalaire 41 qui tombe au fur et à mesure du déroulement de la bande 10. Cette bande intercalaire 41 permet d'éviter que les motifs ne s'imbriquent les uns dans les autres. La bande 11 est également enroulée sur elle méme. Une bande intercalaire 51 peut être prévue aussi pour éviter toute gène lors du déroulement de la bande 11.
La traction de la bande support 10 est réglée par une roue presseuse 19 sur une poutre 20 de la bande support 10. La poutre 20 retient alors la bande l0 par frottement et procure la tension de cette bande. La tension de la bande à coller 11 est réglée par deux rouleaux presseurs 21 et 22 à frottement calibré. Un organe de commande 23 assure d'une part, la commande en rotation du moteur 16 et de la pompe 17 et d'autre part, celle de la roue presseuse 19 entre la poutre 20.
L'organe de commande 23 reçoit des informations provenant d'une part, d'une caméra 24 par 5 l'intermédiaire d'un analyseur d'image 25, d'autre part, d'un capteur de température 26 branché sur le circuit de circulation de fluide 12, ainsi que d'un dispositif 27 formé par un tensiomètre ou tout autre dispositif équivalent pour mesurer la tension de la bande support 10 10. Ainsi, lorsque les deux bandes, l0 et 11 entrafnées par la traction du moteur 16 défilent sous les rouleaux ou entre les deux plateaux 8 et 9 l'analyseur d'image 25 peut fournir en permanence des informations de décalage delta X et delta Y du trou repère ou d'indexation relativement. aux axes repères X et Y de chaque motif.
L'intérêt de: cette disposition est qu'elle permet, grâce â l'organe de commande 23, d'agir conjointement ou isolément su:r la pression exercée sur la bande 10 ou la bande 11 respectivement, par la roue presseuse 19 pour régler la tension de la bande 10 ou de la bande 11 par les rouleau~s: presseurs 21 et 22 et par réglage des températures. des deux plateaux ou rouleaux presseurs 8 et 9 afin d'ajuster, par extension ou dilatation la position d'une bande par rapport à l'autre pour faire coincider les pas des motifs des deux bandes en annulant les décalages delta X et delta Y du trou repère par rapport aux axes repères X et Y. I1 faut noter cependant qu'un réglage du pas par simple extension d'une des deux bandes l'unes par rapport à l'autre ne vaut que pour des faibles décalages delta X et/ou delta Y des valeurs du pas, que le~> grands décalages ne peuvent être compensés efficacement. que par un ajustement des températures relatives des plateaux ou rouleaux 8 et 9 l'une par rapport à l'autre. En pratique, lorsqu'un décalage delta ~~ ~4~3 j~
X a dépassd un seuil prëdëterminé la compensation de ce dëcalaqe est effectuée par l'organe de commande 23 en agissant sur le refroidi..sement du plateau 9, dans l'autre cas la compensation s'effectue en agissant- sur les rouleaux prc~sseurs 19 ou 21, 22. Cependant, pour que 1c syst~mc fancLionnc efficacement iI est préférable d'appliquer la bande gui a le coefficient de dilatation le plus. important sur le plateau ou rouleau 9 qui est :efroidi, l'autre bande il étant applique contre le 1p plateau ou rouleau 8 qui est cr.auffé. Ainsi, par cx~mgle, pour un collage d'un rouleau de cuivre qui a un coefficient de dilatation de I7.iG--~/°C sur un rou3.eau d'une matiére plastique commercialisée sous la marque df~~xra~.~ "Kapto,~" qui a un coc~ffic~.cwt dr dilata;;ion d~c 1~ ?_Q.7.0-~/°C, le Kaptan doit étrc appliqué sur le plateau ou rouleau 9 et le cuivre sur le plateau ou rouleau prcsscur 8-.
Dans l'op~rati.on de collage il faut naturellement veiller lorsque les plateaux/roulez~ux 8 et 9 viennent en 2G pr ession, à ce que ceux-ci se déplacent correctement suivant la seule direction Z ruarmale au plan (X, Y) âes deux bandes.. Le problème peut étre résolu facilement en uti.l.isant soit des presses à colonnes soit àes presses à
pigeonneau avec ressorts de rdparti.tion. Cependant, pour 2=, dvitcr d'avoir les positions entre axes qui évoluent avec lis t.emp~ratures il est souhaitable d'utiliser, dans le cas. des presses â colannc:~:, des aci ers à faibl c coefficient, de dilatation en utilisant épar exemple de l' acier c~mmer cial isé sous la mangue. d~XT~;~Z ~«rirxuE~ Tfrvar, paa~
30 exempl e.
La solution à prcsfic à pigeonneau dont un schéma de rëali:ation est montré â la figure 5 présente l'avantage d'dire de r~al.i.sati.on simple et d'offrir une pression homogène entre l.es deux plateaux. Comme 1c repr ëscnte la GEtnLLE ~~ ~~i~~L"~~~~E'P1T
WO 92/15118 PCT/FR92/001~8 21 p 4 3'~ 4 figure 5 où les éléments homologues à celle de la figure 4 sont représentés avec les mêmes références, une presse à pigeonneau comporte un plateau inférieur 9 formé par une plaque en acier 28 montée sur une plaque isolante 29 et un plateau supérieur 8 formé par une plaque en acier 30 comportant une coiffe isolante creuse 31 renfermant la tête 32 d'un pigeonneau 33. La plaque en acier 28 comporte sur la surface en regard avec la plaque en acier 30 de:~ ressorts de répartition 34 qui permettent à
la tête de pigeonneau 32, à la plaque d'acier 30 et au ressort 34 <i'être en contact tous ensemble avant que la pression de:~ deux plaques 28 et 30 ne soit exercée sur ' les deux bandes 10 et 11, ce qui évite tout mouvement dans les directions X et Y lors du serrage des deux plaques.
Une fois le collage réalisé celui-ci peut encore être homogénéisé par éventuellement une deuxième presse non représentée qui a alors les mèmes températures sur les deux plateaux ou par deux rouleaux similaires à ceux déjà utilis~_s dans l'état de la technique.
Naturellement, le procédé qui vient d'être décrit peut aussi s'appliquer tout aussi efficacement pour assembler de façon indexée tout matériau à motifs de pas identique ou multiple. Le procédé s'applique également au collage d'un nombre quelconque N de bandes en intercalant N presses de pré-collage avant le poste d'homogénéi:~ation. L'intérêt est alors qu'il permet la réalisation de films multicouches en continu.
Ainsi :le procédé conforme à l'invention permet la fabrication de micromodules de circuits intégrés, cette fabrication comprenant la formation d'une bande métallique prédécoupée comportant notamment des perforation: régulières Lnermettant un entrainement de la bande par roue dentée (à la manière de l'entraînement 13 21~43'~~~
d'un film de cinéma), la formation d'une bande diélectrique très mince perforée, puis le collage des deux bandes l'une contre l'autre, le collage d'une puce de circuit :intégré contre la bande diélectrique mince, et la formai~ion de connexions électriques entre la puce et la bande métallique à travers les découpes de la bande diélectrique. En principe, la bande diélectrique sera plus étroite que la bande métallique, elle ne comportera pas de découpes latérales périodiques permettant un entrainement par roues dentées, et elle sera d'ailleurs en général trop mince pour permettre un entrainement par roue dentée. Lors du collage de la bande diélect~ que contre la bande métallique, les découpes permettant l'entrainement de la bande métallique ne seront pas recouvertes par la bande diélectrique grâce à la largeur inférieure de celle-ci.
Les aui~res opérations de fabrication peuvent étre classiques, par e ample . dépôt d'une goutte de résine pour enrober la puce et les connexions de liaison avec la puce, du côté de la bande diélectrique mais pas du côté de la bande métallique; et éventuellement arasage de la goutta à une hauteur prédéterminÉ-.~; séparation du micromodule d'avec le reste de la bande; le micromodule est alors prêt à être inséré dans une cavité d'une carte plastique.
On remcirque en outre que par ce procédé ce n'est plus la bande diélectrique qui sert à entrafner l'ensemble lors de la fabrication en chaine de micromodule: à partir d'une bande continue, comme cela a pu étre le cas dans des techniques antérieures lorsqu'une bande diélectrique était prévue. L'épaisseur de la bande diélectrique est beaucoup plus faible que dans l'art antérieur 30 à 50 micromètres au lieu de 100 à 200 micromètres par exemple. Cela est trës important car l'épaisseur globale du micromodule est un facteur décisif pour la possibilité de faire des cartes à puces très plates.
D'autre part, compte-tenu de cette très faible épaisseur, la puce peut être collée sur la bande diélectrique: ou sur la bande métallique. Les cas dans lesquels il n'est pas nécessaire de prévoir un contact de face arrière pour la puce sont en effet fréquents en technologie CMOS. Lorsque des contraintes mécaniques s'exercent s.ur la carte, le diélectrique mince placé
sous la carte joue le r8le de tampon élastique ce qui dans certains cas permet d'éviter que la puce ne se détériore.
Lors de: la fabrication, la faible épaisseur de la bande diélecarique facilite un collage très efficace des deux bandes. l'une contre l'autre, sans risque de décollement lors du traitement ultérieur.
Enfin, un autre avantage de l'invention est que le collage de 1.a puce sur le diélectrique permet de prévoir une seule chafne de fabrication de micromodules quel que soit la dimension de la puce à encapsuler, et cela à
partir d'un seul modèle de bande métallique prédécoupée, à la seule condition de prévoir un outil de découpe modifiable ou amovible pour la formation des découpes dans la bande diélectrique; en effet, la puce est isolée de la gril7.e métallique, et seul l'emplacement des perforation:c dans le diélectrique définit la position des connexions entre la puce et la grille; pour une puce de plus grande taille, on placera les perforations plus éloignées du centre de la puce; pour une puce plus petite, on rapprochera les perforations du centre; il suffit bien entendu que les perforations restent au dessus des plages métalliques qui conviennent, mais ces plages peuvent être assez larges dans le cas de 2~04~'~~ -micromodules à faible nombre de contacts ext6ricur. (6 au 8 par cxcmplcj.
L' invewti on porte Egalerecnt sur un micr omodulc qui comporte urge grille métallique découpe collëe contre la 5 bande diéle~ctriquc perforée três mince (épaisseur de préférence inférieure à 50 micromêtrcs, plus génëralcment entre environ 30 et 7o micrométres), avec une puce cc~llëe soit sur la tfande mëtallique soit sur la bande d.iélE:ctriquc et cannecté.e à la bande mëtallique â
1 p travers ~ es: perforations de 1 a bande didlactrique.
La iic~ure 6 représente 1a bande composite partant une puce à ce stade de fabrication. Les références sont les mémos qu'aux figures précédentes.
L~a puce est ensuite enrobe d' un i solant de 1~ protection lCtl de préférence une rësinE épaxy ou une rësinc aux silicones qu'an peut àéposer en goutte au dcs:;us de a a puce ( f igurc 7 ) .
on no~:.cra gue contrairement à ce qui se fasse dans 1a technique utilisant une bande métallique découpée 2ü sans didla~~trique, la rêsinc ne peut pas couler snt~rc les conducteurs 3, c'est-à-dire dans les découpes 1~~~ de la bande métallique puisqu'en principe toutes ces dëcoupes 102 sont recouvertes par la bande diélectrique, au moins dans la paT-tie qui con sti.tuel-a le micromodule ?5 après découpe de la bande.
Le, contraintes mécaniques sur. 7a puce sont particulièrement faibles, pendant et aprês la fabrication, du fait de L'interposition entre le mëtal et la puce d'une faible épaisseur de polyamide qui se compor te comme un tampon de ~uatière ëla: tique.. Gcl.a est.
important 1 orsquc 1.e micr omodulc est i.ncorpor ~ à une carte à puce plate car ces cartes sont sujettes â des cantr.aintes de torsion et flexion três importantes.
Étant donné qu'an peut se contenter d'une três faible tpa,isseur de diélectrique, la hauteur du micromodule: reste limitce â une valeur acceptab3e malgré
le fait que: la puce repos c sur Ie di~lcct:rique. A titre.
indicatif, la puce peut avoir une épaisseur de 250 micramëtree; environ ct les bandes 1t> et ~ ~ une épaisseur dc ~0 micromètres chacune.
La r~~;ine d'encapsulation adhère sur. une surface diélectrique, ce qui est meilleur que sur une surface métallique. I1 n'y a pas de risque de pénétration d'tiumi.dit.~ jusqu ~ à 1 a puce qui est cntaurée de r ésine partout o~ elle ne touche pas 1a bande diélectrique.
Lorsque le mi c>~omodulc est t:-erminë ( f figure 7 y , éventuellement aprzs arasaqe de la résine à une hauteur rr~aximalc d~:sir~e, on le sépare du reste de la bande par une dëcoupc~ mécanique selon la ligne 4 des figures 1 ct 2. S'il s'z~g:t d'un micromodule pour cax-te à puce dont 1 cc - cozinects:ur est constitué par la ï ace accessi.bl e des conductcura 3, on place le micromodule dans une cavitë
d4 la carte â puce, la face portant la puce étant:
tourr~dc vers le fond de 1.a cavitC et les conducteurs restant accessibles à la partie supérieur.
L>ans un perfectionnement dc l' invention cf.figurc i3, tout particulièrement intdrcssant âans le cas de cart.:.cs â pucas fonctionnant en hyperfréquences et destinées à roccvolr Ct/ou émettre un rayonnement t:Iectromagnétique, on peut prcvoir que la bande dié3~ctrigue 11 const'.it:uc le diëlectrique d'une antenne rayonnante,, dont la grille découpée 10, constitue une partie acti.vc. L'antenne 9U c5t: de type microstrip, 3p constituée par exemple à partir de conducteurs découpés dans la bande métalliguc ct qui servent d'antenne au lieu de :>ervir de connecteurs; un plan de masse ëlectrique peut alors étre prdvu dc l'autre côté du diclcct.ri.que; ce plan de masse peut être réalisé soit à
FEUILLE EUE ~E~,~~~:~~E~E~~'s.
17 g f l'aide d'uni? deuxiéme bande métallique 10 découpêe méraniqucmrnt et coll.dc~ contre la face supéri cure de ~la bande diélc:ot;rique 1Z avant mi se en place des puces, sop t à l' <<i de d' une ' mêtallisation photogravée sur la face supérieure du diClectrique. Inversement, on peut prëvoir quia le plan de masse ea au dessous (formé dans la bande tnétalliquc 10} ct l'antenne microstrip au dessus (formée dans la mêtallisation d'une bande diélectr.igue 31 métallisée, ou formée dans une deuxiême bande métallique collée du cbté de la puce}.
~elan une ~rariante de rEalisat;on 1c micromodule peut c:onstit:ucr une étiquette d' identification. YQUr cela la gr i. l 1 e 10 i'~prme une i nductance . La puce 3 (y~y peut être tjlacÉ.e sur une zone métallique ct ètre connectée aux 1~ deux cxt:ri~mit~s de l' inductance<)!i. ~tvantageusomcnt. on prendra un diélectrique peu onéreux comme par exemple du carton. Un tel mi eromodule est représcnt-c~ sur 1 a f figure 9 et cons';.itue une ctriquett:e d' iàentificatian à bas coût.
~:~ç-~9 ~~, ~~~ ~~f t /.
Claims (20)
1. Procédé d'assemblage en continu de bandes à motifs dont une première est une bande d'isolant perforée et une deuxième une bande métallique prédécoupée, comprenant des étapes de:
dévier les bandes à partir de deux rouleaux de chargement;
repérer sur chacune des bandes des pas de motifs servant de repères;
réaliser un collage par pression de la première bande sur la deuxième bande au travers d'une presse à coller; et juxtaposer au moment du collage les repères des pas de motifs de chaque bande par extension d'au moins une bande par rapport à l'autre ou par échauffement différent de chacune des bandes en regard pour provoquer un déplacement relatif par dilatation des deux bandes l'une par rapport à l'autre.
dévier les bandes à partir de deux rouleaux de chargement;
repérer sur chacune des bandes des pas de motifs servant de repères;
réaliser un collage par pression de la première bande sur la deuxième bande au travers d'une presse à coller; et juxtaposer au moment du collage les repères des pas de motifs de chaque bande par extension d'au moins une bande par rapport à l'autre ou par échauffement différent de chacune des bandes en regard pour provoquer un déplacement relatif par dilatation des deux bandes l'une par rapport à l'autre.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le collage est réalisé par une presse à plateaux comportant un premier plateau chauffé électriquement et un deuxième plateau refroidi par circulation d'un fluide.
3. Procédé selon la revendication 2, comprenant de plus une étape de mettre en oeuvre un organe de commande pour régler des températures des deux plateaux et des tensions des deux bandes.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la presse est une presse à colonne dont les plateaux sont réalisés en matériau à faible coefficient de dilatation.
5. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la presse est une presse à pigeonneau.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à
5, dans lequel l'étape de repérer comprend repérer une position relative des repères des pas des motifs par une caméra de télévision couplée à un organe de commande par l'intermédiaire d'un analyseur d'image.
5, dans lequel l'étape de repérer comprend repérer une position relative des repères des pas des motifs par une caméra de télévision couplée à un organe de commande par l'intermédiaire d'un analyseur d'image.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à
6, dans lequel la première bande est en matériau plastique ayant un coefficient de dilatation de 20x10-6/°C.
6, dans lequel la première bande est en matériau plastique ayant un coefficient de dilatation de 20x10-6/°C.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à
5, dans lequel les bandes ont des coefficients de dilatation différents, et la bande ayant le coefficient de dilatation le plus élevé est appliquée sur le plateau refroidi par circulation d'un fluide.
5, dans lequel les bandes ont des coefficients de dilatation différents, et la bande ayant le coefficient de dilatation le plus élevé est appliquée sur le plateau refroidi par circulation d'un fluide.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à
8, dans lequel les pas de motifs des bandes sont identiques ou multiples.
8, dans lequel les pas de motifs des bandes sont identiques ou multiples.
10. Procédé selon la revendication 1, comprenant de plus une détection d'un décalage à annuler pour juxtaposer les repères, l'échauffement étant d'une valeur égale à une valeur requise pour annuler le décalage.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'étape de juxtaposer se fait par échauffement lorsque le décalage détecté dépasse un seuil prédéterminé, et par extension lorsque le décalage détecté est inférieur au seuil prédéterminé.
12. Procédé selon la revendication 10, comprenant de plus une étape de former des trous d'indexation dans les bandes servant de repères pour un positionnement précis de perforations dans la bande métallique.
13. Dispositif d'assemblage en continu de bandes à
motifs dont l'une est une bande métallique prédécoupée et l'autre une bande d'isolant perforée, comprenant:
des moyens de chargement des bandes comprenant un premier dérouleur de bande sur lequel est montée la bande métallique enroulée sur elle-même avec une bande intercalaire empêchant une imbrication des motifs, et un deuxième dérouleur de bande sur lequel est montée la bande d'isolant enroulée sur elle-même;
des moyens pour réaliser un collage par pression de la première bande sur la deuxième bande;
des moyens de repérage sur chacune des bandes de pas de motifs servant de repères; et des moyens pour juxtaposer, au moment du collage, les repères des bandes par extension d'au moins une des bandes par rapport à l'autre ou par échauffement différent de chacune des bandes en regard pour provoquer un déplacement relatif par dilatation des deux bandes l'une par rapport à
l'autre.
motifs dont l'une est une bande métallique prédécoupée et l'autre une bande d'isolant perforée, comprenant:
des moyens de chargement des bandes comprenant un premier dérouleur de bande sur lequel est montée la bande métallique enroulée sur elle-même avec une bande intercalaire empêchant une imbrication des motifs, et un deuxième dérouleur de bande sur lequel est montée la bande d'isolant enroulée sur elle-même;
des moyens pour réaliser un collage par pression de la première bande sur la deuxième bande;
des moyens de repérage sur chacune des bandes de pas de motifs servant de repères; et des moyens pour juxtaposer, au moment du collage, les repères des bandes par extension d'au moins une des bandes par rapport à l'autre ou par échauffement différent de chacune des bandes en regard pour provoquer un déplacement relatif par dilatation des deux bandes l'une par rapport à
l'autre.
14. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel les moyens pour réaliser un collage comportent une presse à
plateaux comprenant un premier plateau chauffé électriquement et un deuxième plateau refroidi par circulation d'un fluide.
plateaux comprenant un premier plateau chauffé électriquement et un deuxième plateau refroidi par circulation d'un fluide.
15. Dispositif selon la revendication 14, comprenant de plus des moyens de commande pour régler des températures des deux plateaux.
16. Dispositif selon la revendication 15, dans lequel les moyens de commande comprennent des moyens pour régler des tensions des deux bandes.
17. Dispositif selon la revendication 14, dans lequel la presse est une presse à colonne dont les plateaux sont réalisés en matériau à faible coefficient de dilatation.
18. Dispositif selon la revendication 14, dans lequel la presse est une presse à pigeonneau.
19. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel les moyens de repérage comprennent une caméra de télévision couplée à un organe de commande par l'intermédiaire d'un analyseur d'image.
20. Dispositif selon l'un quelconque des revendications 13 à 19, dans lequel la bande métallique est en cuivre et la bande d'isolant est en matériau plastique ayant un coefficient de dilatation de 20X10-6/°C.
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| FR91/01934 | 1991-02-19 | ||
| FR9101934A FR2673041A1 (fr) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | Procede de fabrication de micromodules de circuit integre et micromodule correspondant. |
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