FR2833754A1 - Poignee permanente d'enrobage de puce retournee - Google Patents

Poignee permanente d'enrobage de puce retournee Download PDF

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Abstract

Une poignée de transport d'une plaquette (1) et d'une puce est composée : d'un film (5) fixé sur une face arrière (3), permanente au sens ou elle reste fixée au sein de l'objet de destination, à la face arrière (3) après découpe de la plaquette en puce et fixation retournée de cette puce sur son support de destination.Ce film (5) en matériau rigide ou apte à l'être rendu à température ambiante, est apte à être fondu pour former au sein d'un objet portable intelligent, tel que carte à puce, étiquette électronique ou analogues, une encapsulation d'enrobage de la puce retournée.

Description

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L'invention concerne le transport de plaquettes de circuits intégrés, couramment appelés "wafers", ainsi que le transport et la protection de circuits intégrés issus de ces plaquettes, et appelés ici"puces". On entend ici par"wafers"et"puces"des plaquettes et composants semi-conducteurs par exemple en silicium.
Pour simplifier, l'invention est décrite dans le domaine de dispositifs électroniques du type des objets portables intelligents (par exemple cartes à puce, étiquettes électroniques ou analogues).
Mais l'invention est s'applique à d'autres dispositifs électroniques où il est nécessaire de transporter des plaquettes, puis de transporter et protéger des puces.
Il est courant de transporter des plaquettes en les montant momentanément sur des véhicules appelés poignées ou"handles". De telles poignées sont ainsi utilisées lors de traitements comme l'amincissement de plaquettes, leur retournement ou encore leur découpe en puces distinctes (appelée individualisation ou"dicing").
Il est aussi courant de transférer une plaquette depuis une poignée d'origine vers une poignée réceptrice, pour donner accès à l'un ou l'autre des côtés de la plaquette qui était préalablement masqué contre la poignée d'origine.
Après ces étapes, la plaquette ou bien les puces individualisées sont séparées de la poignée. Au final les puces sont reportées isolément de la poignée dans leur dispositif électronique de destination.
Notons déjà que cette séparation implique une étape distincte qui retarde la disponibilité de la puce. Et oblige souvent à prévoir un nettoyage de la face de la plaquette ou puce qui était montée et retenue contre la poignée. Un tel nettoyage est parfois impossible, car risquant d'altérer la plaquette ou la puce.
Les plaquettes destinées à la fabrication de puces fines sont, de par leur épaisseur réduite (par exemple ayant moins de 200 um ou"microns" d'épaisseur), particulièrement peu rigides et donc"fragiles"au sens ou les transporter ou manipuler risque de les altérer. Ainsi ces plaquettes et puces fines sont particulièrement à même d'être altérées par tout traitement comme un nettoyage, voire un démontage de poignée. L'emploi de ces
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poignées est alors incontournable. De même qu'est actuellement systématique la séparation finale de la plaquette ou puce de sa poignée.
Citons ici certains documents relatifs aux poignées et aux plaquettes de circuits intégrés et puces.
Le document EP-A-0359373 décrit un ruban adhésif utilisé comme support de sciage des plaquettes en puces. Ce ruban comporte une feuille de base et une couche adhésive, qui possède une composition pouvant être durcie ou réticulée par un rayonnement énergétique et être rendue à nouveau collante sous l'effet de la chaleur.
Le document EP-A-0134606 décrit un support de sciage de plaquettes avec un motif d'adhésif conducteur. Les puces découpées sont munies d'une couche d'adhésif conducteur.
Le document US-A-5476566 décrit l'amincissement de plaquettes. La fixation des plaquettes sur un support s'effectue au moyen d'une pellicule adhésive double face, la face portant les plaquettes étant apte à être durcie aux UV, tandis que l'autre ne l'est pas.
Le document US-A-5332406 décrit le traitement de dispositifs semiconducteurs maintenus sur un cadre au moyen d'une bande adhésive désactivée par rayonnement UV.
Le document FR-A-2681472 décrit des films minces, où une couche est séparée d'un substrat au moyen d'un bombardement d'ions. Le film mince est fixé à un raidisseur, qui sont séparés ensemble du substrat.
Le document FR-A-2796491 décrit le décollement de deux éléments en contact adhérent entre eux, par application d'une force localisée dans une zone d'interface.
Le document FR-A-2781925 décrit le transport de puces d'un support vers un autre. Les éléments à transférer sont dotés d'une énergie d'adhésion avec le support de réception supérieure à celle de leur première face adhérant sur le support de transport.
Le document US-A-4131985 décrit un semi-conducteur sur tranche de silicium préparé par des attaques.
Le document US-A-4316757 propose d'éviter l'inclusion de bulles de gaz entre plaquette et support en utilisant une résine collante. Tandis qu'on
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chauffe le support élastique à coller à la plaquette dans une enceinte sous vide d'air.
Le document US-A-3970494 propose un adhésif de collage temporaire d'une plaquette à un support en naphtalène chloré et en paraterphényle. L'adhésif est appliqué sur des éléments chauffés à 1250C à faire adhérer entre eux, et il est éliminé par évaporation à chaud.
Le document US-A-3781975 propose de produire des diodes à partir de plaquettes. Un adhésif solidarise temporairement la plaquette avec une lame de verre éliminée par du diméthylformamide.
Ces documents montrent bien qu'in fine les poignées sont toujours démontées une fois qu'elles ont servi au transport des plaquettes. D'autres inconvénients liés à l'emploi de poignées actuelles sont maintenant évoqués.
Il est notamment souhaité dans certaines applications d'intégrer ces puces fines au sein de dispositifs électroniques où elles sont intégrées sans conditionnement ou empaquetage de protection (boîtier, encapsulation ou "glob top", etc.). Tel est ainsi le cas de certaines étiquettes ou tickets électroniques.
Par ailleurs, si la poignée est située sur la face arrière des puces, les puces ainsi équipées ne peuvent être connectées sans transfert ou report retourné dit"flip chip", ce qui alourdit la production. En flip chip les plots à connecter sont en outre pourvus de bossages saillants de la face active, pour assurer leur contact avec les pistes : les bossages augmentent l'épaisseur du dispositif électronique obtenu.
Alors il existe une différence de niveau en élévation entre la face active et le support diélectrique. Cette différence provoque dans la puce des tensions destructrices en cas d'élévation brutale de la température.
Or, les dispositifs électroniques comme par exemple les objets portables intelligents sont soumis à des essais ou tests de résistance aux chocs thermiques : Certaines normes imposent ainsi que le dispositif électronique supporte le passage en une seconde de quelques dizaines de degrés (Celsius) pour zéro, à quelques dizaines de degrés (Celsius) audessus de zéro, une dizaine de fois de suite. Ceci crée des tensions destructrices au sein de la puce, du fait de la différence de densité/
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dilatation entre la puce et son substrat. Pour annuler ces tensions il est d'usage de prévoir entre support et face active un remplissage qui absorbe les différences de dilatation/contraction, appelé"underfill".
Également, la fixation de la poignée sur la face active des plaquettes, donc des puces obtenues à la suite de leur découpe, présente aussi des inconvénients.
De plus, des dispositifs électroniques nécessitent la protection des puces contre des agressions extérieures (chimiques, physiques, logiques, etc.).
Il est ainsi courant de recouvrir la puce et ses connexions, par une goutte de matériau isolant appelée glob top . Ceci augmente l'épaisseur (c'est-à-dire la distance entre l'arrière du support et le sommet de la protection, mesurée transversalement aux faces du circuit intégré ou puce) et la rigidité du dispositif obtenu.
Ceci est contradictoire avec l'obtention d'un dispositif électronique souple et fin, tel qu'on désire en fabriquer à partir de puces fines (tickets électroniques).
L'invention vise donc à proposer une poignée pour véhiculer une plaquette, qui soit commune au transport des puces. Cette poignée est dite "permanente", car elle est définitivement fixée au wafer et aux puces qui en sont issues, du côté de la face arrière.
Les tests fonctionnels de la puce sont possibles puisque la poignée définitive est fixée sur le côté de la face arrière.
Cette poignée vise évite des étapes de production comme le nettoyage, puisqu'elle n'est pas retirée. En conséquence, le coût de production est optimisé.
L'invention cherche aussi que des étapes de transfert de plaquette d'un véhicule à un autre puissent être rendues superflues, et donc que les coûts correspondants soient évités.
Il est également visé que l'invention participe à la protection des puces intégrées à un dispositif électronique en"flip chip", notamment contre les chocs thermiques. Et que la puce (avec ses connexions et raccordements) puisse être facilement protégée contre les agressions
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extérieures, notamment physico-chimiques comme l'humidité, et mécaniques comme les chocs ou efforts.
L'emploi de l'invention doit aussi faciliter la production de dispositifs électroniques, notamment de faible épaisseur (suivant une direction Z dite d'élévation) et/ou souples.
L'invention a ainsi pour but de procurer un procédé amélioré pour le transport de plaquettes et de puces de circuit intégré, permettant de pallier les inconvénients évoqués, et de faciliter le report des puces sur ou dans leurs supports définitifs.
A cet effet, un objet de l'invention vise un procédé de production d'un dispositif électronique tel qu'objet portable intelligent, par exemple carte à puce ou étiquette électronique.
Ce procédé prévoit au moins les étapes de : mise à disposition d'une plaquette de semi conducteur ; placement de cette plaquette sur une poignée de manipulation ; découpe de la plaquette en puces de circuit intégré individualisées ; report d'au moins une puce sur un support diélectrique du dispositif électronique, avec une face active en regard de ce support ; mise à disposition de plages de connexion sur le support ; connexion des plots de contact sur la face active avec les plages de connexion correspondants et ; remplissage de l'espace entre la puce et ses connexions d'une part et d'autre part le support et ses plages de connexion à l'aide d'une matière isolante.
La poignée comporte (voire est constituée par) un film fixé de manière permanente sur la face arrière de la plaquette ; lors de l'étape d'individualisation ce film en formant contre la face arrière de la puce une portion de film ; lors du report cette portion de film forme et est employée comme poignée permanente de manipulation de la puce ; tandis que lors de l'étape de remplissage, un apport d'énergie thermique est appliqué au moins à la portion de film en provoquant sa fusion : cette fusion étant opérée de façon à former une encapsulation de la face arrière, de tranches ainsi que de l'espace entre la face active et le support diélectrique.
Selon une réalisation, le film permanent définitivement fixé sur la face arrière de la plaquette est conservée sur celle-ci après découpe de la
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puce, est rigide ou rigidifiable à température ambiante et apte à être fondu entre 600C et 180 C.
Selon une réalisation, l'apport d'énergie thermique prévoit une exposition à une radiation UV et/ou la mise en enceinte.
Selon une réalisation, pour le report et l'encapsulation de puce sur le support sont prévues les étapes suivant lesquelles on : ci fournit une plaquette ayant une face active et on fixe sur sa face arrière, le cas échéant au moyen d'une couche ou d'un film d'adhésif, une poignée permanente ; ci réalise des plots de contact sur la face active ; ci fixe la plaquette sur un réceptacle de découpe ; ci effectue la découpe au moins de la plaquette, de l'adhésif s'il est présent, et du film pour obtenir des puces individuelles portant sur leur face arrière une portion du film ; o retire au moins une puce munies d'une portion du film et le cas échéant d'un adhésif de fixation définitive du film et de la plaquette ; et o reporte par la technique"flip chip"sur un support ; et fait fondre le film sous l'effet d'un apport d'énergie externe, de manière à obtenir par ce matériau fondu une encapsulation de la puce et de ses connexions sur son support définitif.
Selon une réalisation, un adhésif de fixation définitive du film et de la plaquette est prévu entre ces film et plaquette lors de leur fixation définitive ; cet adhésif étant noyé entre une face arrière de la puce et une portion de film fondu lors de l'encapsulation.
Un autre objet de l'invention est un équipement de production de dispositif électronique tel qu'objet portable intelligent.
Cet équipement comporte dans (ou suivant) un sens de déroulement de production, au moins un poste de : amincissement de plaquettes, éventuellement avec des systèmes de montage/démontage de poignée provisoire ; dépôt de plots de contact sur une face active de plaquette ; découpe de plaquette en puces individuelles ; report retourné de puce sur un support du dispositif électronique à produire.
Cet équipement comporte en outre des postes de :
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0 fixation définitive d'une poignée permanente sur un côté de face arrière de plaquette ; découpe d'une portion de poignée permanente de plaquette au sein du poste de découpe en puces individuelles ; et 0 d'encapsulation de la puce reportée et connectée, par fusion du matériau de la portion de poignée permanente.
Selon une réalisation, qu'il produit des objets portables intelligents fins et/ou souples, et en ce qu'il permet la mise en oeuvre du procédé évoqué plus haut.
Un autre objet de l'invention est un dispositif électronique tel que module ou objet portable intelligent par exemple carte à puce ou étiquette électronique.
Ce dispositif comporte un support avec au moins une plage de contact ; une puce avec une face active en regard du support et pourvue d'au moins un plot et bossage connecté à une plage correspondante ; et un remplissage isolant entre la face active et le support.
Le remplissage fait partie intégrante d'une encapsulation de la puce et de ses connexions, sur une face arrière, des tranches et sur le support à proximité et en périphérie de la puce.
Selon une réalisation, en élévation perpendiculairement à la face arrière est noyé un adhésif de fixation définitive d'une portion de film d'où est issue l'encapsulation.
Selon une réalisation, on observe des dimensions de l'ordre de (en um dits"microns) pour les : puce : 50 à 100 ; support : 50 à 100 ; bossages sur plots : 70 ; et encapsulation : 50 à 100.
Selon une réalisation, le dispositif est un module ou objet portable intelligent tel que carte à puce ou étiquette électronique, produit selon le procédé et/ou sur l'équipement évoqués plus haut.
Selon une réalisation, le dispositif comporte une portion fondue de film (5) choisie parmi un film hot melt à base de polymère thermoplastique semi-cristallin et un film en matériau thermoplastique semi-cristallin revêtu sur au moins l'une de ses faces avec une couche ou un film de matériau adhésif.
Selon une réalisation, il comporte une portion fondue de film est en polymère semi-cristallin possédant une phase amorphe ayant une
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température de transition vitreuse Tg et une phase cristalline ayant une température de fusion Tf, tandis que : Tg est inférieure à la température ambiante ; le polymère possède un taux de cristallinité supérieur à environ 60% ; et Tf est comprise entre environ 600C et environ 1800C.
Selon une réalisation, il comporte une portion fondue de film choisie choisi parmi les films hot melt à base de polyéthylène haute densité et les films hot melt à base de polypropylène.
Selon une réalisation, il comporte une portion fondue de film qui présente en élévation perpendiculairement à la face arrière une épaisseur d'environ 100 um.
Cette poignée comporte un film définitivement fixé, par exemple au moyen d'un adhésif, sur la face arrière d'une plaquette de circuits intégrés et est conservée sur celle-ci après découpe de circuits intégrés individuels, tandis que le film est rigide ou apte à rester rigide (on parlera par la suite de"rigidifiable") à température ambiante et apte à être fondu à une température compatible avec les capacités d'encaissement de chocs et contraintes thermiques de la puce et de son substrat. Dans un exemple, cette température est de l'ordre de 60 C à 180 C.
La poignée est appelée par la suite"poignée permanente", puisqu'elle est rigidement fixée à la face arrière de la puce intégrée, après avoir été initialement fixée définitivement au côté où apparaissent les futures face arrières de puces sur la plaquette depuis laquelle les puces sont issues..
Selon une caractéristique, la couche ou le film d'adhésif pour la fixation de la plaquette sur le film rigide ou rigidifiable formant poignée permanente de report n'est pas dégradable aux UV.
Selon une autre caractéristique, le film rigide ou rigidifiable est choisi parmi un film hot melt à base de polymère thermoplastique semi-cristallin et un film en matériau thermoplastique semi-cristallin revêtu sur au moins l'une de ses faces avec une couche ou un film de matériau adhésif.
Une réalisation prévoit que le polymère du film rigide ou rigidifiable est choisi parmi les films hot melt à base de polyéthylène haute densité et les films hot melt à base de polypropylène.
Selon une caractéristique, le film rigide ou rigidifiable formant la poignée permanente présente une épaisseur d'environ 100 um.
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Le procédé prévoit au moins les étapes de : mise à disposition d'une plaquette de semi conducteur ; placement de cette plaquette sur une poignée de manipulation ; découpe de la plaquette en puces de circuit intégré individualisées ; report d'au moins une puce sur un support diélectrique du dispositif électronique, avec une face active en regard de ce support ; mise à disposition de plages de connexion sur le support ; connexion des plots de contact sur la face active avec les plages de connexion correspondantes et ; remplissage de l'espace entre la puce et ses connexions d'une part et d'autre part le support et ses plages de connexion à l'aide d'une matière isolante.
Ici, la poignée comporte un film fixé de manière permanente sur la face arrière de la plaquette ; lors de l'étape d'individualisation ce film en formant contre la face arrière de la puce une portion de film ; lors du report cette portion de film forme et est employée comme poignée permanente de manipulation de la puce ; tandis que lors de l'étape de remplissage, un apport d'énergie thermique est appliqué au moins à la portion de film en provoquant sa fusion : cette fusion étant opérée de façon à former une encapsulation de la face arrière, de tranches ainsi que de l'espace entre la face active et le support diélectrique.
Dans une réalisation, le procédé comporte la fourniture d'au moins une plaquette amincie, par exemple ayant une épaisseur inférieure à environ 180 pm, et cette plaquette comporte en outre une première poignée, poignée provisoire, fixée sur sa face active.
Dans une réalisation, on sépare la poignée provisoire de la face active par délaminage. Parfois, on parle dans le métier de"lamination"ou "delamination", pour évoquer "laminage" et "délaminage", respectivement.
Dans une réalisation, on fixe le film formant poignée permanente sur le dispositif de découpe par l'intermédiaire d'un adhésif dégradable aux UV, tandis que le disque de découpe est lui-même transparent aux UV.
Dans une réalisation, avant de retirer les circuits intégrés individuels du dispositif de découpe, on dégrade l'adhésion au dispositif de découpe du film formant poignée permanente, par application d'un rayonnement UV au travers du disque de découpe.
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Un objet portable intelligent tel que carte à puce, étiquette électronique ou analogues, comprend au moins : un support diélectrique ; sur ce support un élément d'interface d'entrée sortie, tel que plage de contact, antenne ou analogues ; un circuit intégré ou puce, avec au moins un plot de contact.
Dans des réalisations, l'interface assure une entrée/sortie de signal d'information et/ou d'alimentation électrique : selon les cas il s'agit d'un capteur bio métrique, d'un bouton ou clavier, d'un affichage tel qu'écran, d'un microphone et/ou haut-parleur, d'une pile, accumulateur ou capteur solaire, etc.
Une face arrière, des tranches et des parties de la face active du circuit intégré qui sont extérieures aux plots de contact, sont enrobées par un matériau issu de la fusion de la poignée permanente.
L'équipement est du type chaîne de fabrication en ligne et en continu de dispositifs électroniques pour objets portables intelligents, tels que carte à puce ou étiquette électronique. Cet équipement comporte au moins, en option un poste d'amincissement de plaquettes, et en aval un poste de collage d'une poignée permanente sur une face des plaquettes, puis un poste de dépôt de plots de contact sur la face opposée, face active, des plaquettes, un poste de découpe des plaquettes en circuits intégrés individuels comportant sur leur face arrière le matériau de poignée permanente, un poste de report en flip chip des circuits intégrés sur un support et un poste de fusion du matériau de poignée permanente.
Dans une réalisation, cet équipement est apte à mettre en oeuvre le procédé indiqué plus haut et/ou à fabriquer un dispositif électronique tel que décrit plus haut.
L'objet portable intelligent tel que carte à puce, étiquette électronique à puce ou analogues, comportant au moins un dispositif électronique tel que décrit plus haut et/ou fabriqué selon un procédé comportant les étapes précédemment décrites et/ou fabriqué sur un équipement selon tel que décrit plus haut.
La face active de la puce est alors orientée vers le support diélectrique sur lequel elle est fixée de manière classique, tandis que la connexion électrique est assurée au moyen de polymère conducteur
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anisotrope, établissant un contact entre les plots de contact de la puce et l'interface d'entrée/sortie.
La technique de report de circuits intégrés selon l'invention est remarquable notamment en ce qu'elle procure des moyens pour reporter les circuits intégrés sur un support et pour, simultanément ou quasisimultanément, effectuer leur encapsulation, ce qui assure une protection optimale des circuits intégrés sans apport de matière supplémentaire.
L'invention est maintenant décrite en référence à des exemples de réalisation, illustrés par les dessins annexés.
Dans ces dessins, la figure 1 est une vue en coupe transversale schématique d'un ensemble de plaquette et de film de report formant poignée permanente.
La figure 2 illustre en coupe transversale schématique l'ensemble selon la figure 1, dans lequel des plots de contact ont été déposés.
La figure 3 représente l'ensemble selon la figure 2 reporté sur un système de sciage, en coupe transversale schématique.
La figure 4 représente une vue en coupe transversale schématique de l'ensemble selon la figure 3 après l'étape de sciage, qui sépare la plaquette en puces de circuits intégrés individuelles.
La figure 5 illustre, en coupe transversale schématique, un ensemble de circuits intégrés séparés selon la figure 4 et subissant l'étape d'irradiation aux UV à travers le disque de sciage.
La figure 6 illustre, en coupe transversale schématique, l'ensemble constitué par le report en flip chip d'un circuit intégré et de sa poignée permanente sur un support conformément à l'invention.
La figure 7 représente l'ensemble selon la figure 6 après fusion du matériau du film, selon l'invention.
La figure 8 représente un équipement de fabrication de modules et d'objets portables, par exemple une carte à puce, comportant dans le sens de déroulement du procédé activé par l'équipement, des postes de : amincissement de plaquettes, éventuellement munies d'une poignée provisoire, collage d'une poignée permanente sur la face libre des plaquettes et enlèvement de la poignée provisoire, si elle existe,
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'dépôt de plots de contact sur la face des plaquettes opposée à la poignée permanente, 'découpe des plaquettes en circuits intégrés individuels, conservant chacun leur poignée permanente, 'report en mode flip chip des circuits intégrés sur un support, et fusion du matériau de poignée permanente.
Sur la figure 1, est représentée schématiquement une plaquette 1.
Cette plaquette 1 parfois appelée "micro plaquette", comporte un côté 3 dans lequel sera formée une face arrière également désignée en 3 d'une puce.
Sur le côté opposé en élévation à cette face arrière 3, est fixé ici au moyen d'un adhésif 4, un film 5 de matériau rigide ou rigidifiable apte à constituer une poignée de transport de la plaquette.
Dans une autre réalisation, la face arrière 3 et le film 5 sont rendus solidaires sans adhésif, par laminage à chaud et sous pression du film 5 sur la face 3.
Dans une variante (non illustrée), la plaquette 1 est fournie déjà munie d'une autre poignée initiale de transport provisoire, celle-ci sur un côté 2 de la plaquette 1, où sont formées des faces actives également désignées en 2, de puces.
On prévoit alors de pouvoir enlever cette poignée initiale et provisoire par délaminage. Ce démontage de la poignée initiale et provisoire est effectué après fixation du film 5 formant une poignée permanente sur la face arrière 3 de la plaquette 1.
Bien que cela ne soit pas illustré, le côté 3 de la plaquette 1 et donc les faces actives 3 sont dans des réalisations, recouvertes d'une couche de passivation, qu'il ne faut pas confondre avec une poignée, notamment du fait de leur composition et épaisseur respectivement différentes.
Sur la figure 2, la face active 2 est pourvue de plots de contact 6.
Ces plots 6 sont formés en pratique à divers moments, notamment avant
Figure img00120001

ou après la fixation définitive de la poignée permanente formée par le film 5. Ce film 5 est sur le côté opposé aux plots 6, et donc n'empêche pas d'y accéder.
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Sur la figure 3, l'ensemble comportant le film 5 et la plaquette 1 munie de plots 6, est déposé sur un système 7 de découpe par sciage. Ce système 7 comporte ici un disque 8 adhésif. Le film 5 est monté sur le disque 8 par son côté opposé à celui qui est définitivement fixé au côté 3 de la plaquette 1. Le système 7 est à considérer comme une poignée provisoire de sciage ou"dicing".
Ici, l'ensemble comportant le film 5 et la plaquette 1 est monté au moyen d'un adhésif (non représenté). Les propriétés de montage par collage mutuel du film 5 et du disque 8 sont ici dégradables aux UV. Il se présente sous forme de couche de produit initialement visqueux ou de film solide adhésif. Selon les réalisations, l'adhésif de montage sur le disque 8 de la plaquette 1 est présent ou a été déposé préalablement à ce montage, sur une face dite libre du film 5 opposée à la face arrière 3. En alternative, l'adhésif de montage du disque 8 et de la plaquette 1 est sur une face du disque 8 dite en regard, i. e. contre laquelle est déposé le film 5.
Bien sûr, des réalisations prévoient que la film 5 possède intrinsèquement des propriétés adhésives. Une réalisation prévoit que le film 5 est en matériau thermo activable dit"hot melt". Dans une autre réalisation, le film 5 possède une couche d'adhésif propre.
Rappelons ici que l'adhésivité est mesurée en pratique par la résistance au pelage ou la résistance à l'arrachement, au moyen de procédures de test normalisées : les valeurs données ici répondent à ces procédures.
Comme illustré sur la figure 4, l'étape de sciage de la plaquette 1, du film 5 et de l'adhésif 4 qui les maintient ensemble, est effectuée de façon à former des tranches entre face active (2) et arrière (3) des puces 9 ainsi individualisées.
En élévation et donc perpendiculairement aux faces active et arrière, la découpe d'individualisation de puce 9 est de dimension appelée "profondeur", sensiblement plus importante que la dimension correspondante appelée"hauteur"des tranches ainsi formées. Il s'ensuit que le disque 8 est lui aussi découpé depuis sa face de réception du film 5, sur une certaine profondeur en élévation.
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Notons ici que cette découpe forme sur chaque face arrière 3 de puce 9, une portion de film 5, délimitée en périphérie par les tranches sciées dans la plaquette 1 lors de la découpe. Ici, le portion de film 5 est sensiblement d'aire égale à celle de la face arrière de la puce 9 sur laquelle elle est fixée définitivement.
Comme représenté sur la figure 5, pour permettre ensuite de séparer les puces 9, avec leur portion respective de film 5 fixée sur leur face arrière au moyen d'adhésif 4, on dégrade ou dé active l'adhésif sous l'effet de rayonnements UV 10, appliqués à travers le disque support de sciage 8.
Cette dégradation d'adhésivité n'est ici que partielle, c'est à dire qu'elle est limitée pour être suffisante pour assurer la bonne séparation ou démontage des puces 9 hors du disque 8, qui garde une légère propriété d'adhésion dite"tac".
Dans une autre réalisation, le disque 8 perd totalement ses propriétés d'adhésion lors de la dégradation.
Des moyens de dégradation de l'adhésif de fixation temporaire de la plaquette 1 puis des puces 9 au disque 8 sont d'ordinaire un appareillage générateur de rayonnement UV 10.
Pour assurer le démontage sans pour autant séparer le film 5 et la plaquette 1, une réalisation prévoit que l'adhésif de collage de la face arrière des plaquettes au film formant poignée permanente présente un facteur d'adhésivité dans un rapport d'au moins 10 : 1, par exemple dans un rapport de 10 : 1 à 50 : 1, avec celui de l'adhésif de montage de la poignée provisoire comportant le disque 8.
Ce démontage est opéré après dégradation, en poussant la puce individualisée à travers le disque 8 (de bas en haut en élévation sur la figure 5). Ensuite, un outil prend cette puce et la reporte sur un support du dispositif de destination 14. Cette technique est appelée"pick and place". Puisque la puce est reportée en flip chip avec sa face active vers le support du dispositif, on prévoit préalablement son retournement. Après report, la puce et l'outil de pick and place sont séparés.
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Dans une réalisation, le film 5 est un film hot melt à base de polymère thermoplastique semi-cristallin. Il possède ainsi une phase amorphe et une phase cristalline.
La phase amorphe est caractérisée par une température propre de transition vitreuse (Tg), qui traduit le passage de l'état vitreux à l'état malléable dit"caoutchouteux". Tandis que la phase cristalline est caractérisée par une température de fusion (Tf), correspondant à la fusion complète des cristallites, ce qui amène le matériau à l'état fondu.
En pratique, le film thermoplastique est considéré comme rigide à température ambiante (T ambiante) ou à la température à laquelle il est appliqué sur les plaquettes 1 et manipulé selon l'invention. On considère comme rigide une tenue telle du film 5 qu'il assure à l'ensemble formé par
Figure img00150001

la portion de film 5 et la puce 9 qui lui est définitivement fixée, des déformations nulles, ou en tout cas acceptable dans la réalisation concernée. En effet, dans une production d'objet portable intelligent souple tel qu'un ticket électronique, la rigidité apportée par la portion de film 5 permet une manipulation sans risque de dégradation de la puce 9, tout en autorisant les déformations en flexion souhaitées pour l'objet portable à produire.
Figure img00150002
Si le film 5 ou la portion de film 5 sur la face arrière 3 de la puce 9 n'est pas suffisamment rigide, elle est rigidifiable, c'est-à-dire qu'elle est rendue "rigide" dans les conditions de traitement.
Un tel film rigide 5 possède par exemple un fort taux de cristallinité, supérieur à environ 60%, apte à lui conférer un état semi-cristallin tel que Tg < T ambiante. En effet, plus un matériau de ce type est cristallin, plus la phase amorphe est réduite, ce qui rend le matériau moins caoutchouteux à température ambiante.
Par exemple le matériau thermoplastique semi cristallin présente une température de fusion comprise entre une limite inférieure de fusion (par exemple environ 60 C) et une limite supérieure de fusion (par exemple environ 180 C).
La limite inférieure permet d'éviter que le film fonde durant le transport ou le stockage des plaquettes et/ou des puces 9 sur lesquels il est fixé. Tandis qu'il est recommandé de ne pas dépasser la limite
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supérieure simplement pour éviter de dégrader les matériaux environnants, tels que ceux de la puce 9, de ses connexions et/ou du support.
Notons ici que les valeurs des limites inférieure et supérieure de fusion sont comprises dans ce qu'accepte le dispositif électronique désigné ici en 14, en termes de choc thermique (voir plus haut). En tout cas, la fusion de la portion de film 5 de la poignée définitive ne provoque pas de tensions destructrices dans le dispositif électronique 14 ainsi produit, et en particulier dans la puce 9 montée en flip chip.
Le matériau thermoplastique semi cristallin présente ici une faible viscosité à l'état fondu, pour favoriser l'enrobage de la puce par écoulement le long de ses contours et de ceux de ses connexions. Cette faible viscosité à l'état fondu est telle qu'il se produit une capillarité qui assure un remplissage de l'espace entre la puce retournée 9 (c'est à dire face active 2 en regard du support 13), et ce support 13.
La figure 7 montre bien qu'après fusion, la portion de film 5 qui faisait précédemment partie de la poignée définitive de la plaquette 1, recouvre et enrobe complètement :
Figure img00160001

0 La face arrière 3 et sa couche adhésive 4 ; 0 Les tranches entre faces arrière 3 et active 2, ce qui apporte à ces tranches une isolation des éventuels plots de contrôle qui peuvent être découverts (mis à nu) lors de la découpe d'individualisation ; et 0 L'espace entre la puce 9 le support 13, à savoir : un secteur du support
13 au droit en élévation de la face active et sensiblement vers l'extérieur en périphérie ; le pourtour de plages de connexion 11 sur le support 13 ; le pourtour des bossages (appelés"bumps") des plots 6, qui assurent le contact électrique entre la puce 9 et l'interface d'entrée/ sortie du dispositif électronique 14.
Le matériau dont est formé le film 5, les portions de ce film sur les faces arrière et en conséquence l'encapsulation correspondante de remplissage, est électriquement diélectrique, c'est à dire isolant.
En apparence, la portion de film 5 fondue donne une encapsulation d'un seul tenant ou bloc. Le matériau du film 5, sa température de fusion et les conditions ambiantes (soufflage dans des exemples), donnent à l'encapsulation un profil proche de celui de la puce 9 et de ses connexions.
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Ceci distingue clairement l'invention d'une part des"glob top"qui produisent un dôme d'encombrement important, qu'il est nécessaire d'usiner. D'autre part, l'encapsulation par fusion de la portion de film 5 issue d'une poignée permanente est visiblement distincte d'un"underfill", qui n'est localisé qu'entre la puce 9 (ici 9) et son support diélectrique (ici 13), et non tout autour de cette puce 9 (à l'exception de ses connexions).
La figure 6 illustre le report sur un support 13 muni de plages de connexion 11, d'une puce 9 ainsi découpée et transférée avec son film 5 et l'adhésif 4 intermédiaire.
Les plages de connexion 11 sur lesquelles sont disposés les plots 6 sont munies d'un dépôt d'adhésif anisotrope 12, ici un film d'adhésif anisotrope.
Un dispositif électronique 14 appelé ici module et destiné à un objet portable intelligent est ainsi produit. Dans des réalisations, le dispositif électronique 14 ainsi produit est directement un objet portable intelligent, par exemple une étiquette électronique.
Des moyens d'apport d'énergie thermique opèrent la fusion. Ici ces moyens sont une enceinte thermique. Dans une réalisation il s'agit d'un émetteur de rayonnement IR. Une combinaison de ces deux types de moyens d'apport est aussi employée dans une réalisation.
A l'aide de ces moyens d'apport, on applique au dispositif 14 électronique (figure 6) un apport d'énergie thermique apte à faire fondre le film 5.
Dans une réalisation, l'apport est appliqué sur une portion seulement du film 5, autour et à proximité de la puce 9. Dans une autre réalisation, l'apport est appliqué sur la totalité du dispositif électronique.
Sous l'effet de cet apport, le film 5 fond et subit un écoulement, sur le support 13, et ainsi vient enrober ou en capsuler le dispositif électronique individuel comportant la puce 9 et ses connexions, comme sur la figure 7.
Dans une réalisation, le film 5 fondu subit un écoulement sous l'effet de la gravité. Dans une autre réalisation, des moyens de diffusion par soufflage et/ou dynamique (par exemple centrifugation), participent à l'écoulement d'enrobage de la puce 9.
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Par encapsulation, on entend ici aussi bien l'enrobage du dessus et de la totalité ou d'une partie des parois latérales de la puce 9. Mais également la protection en"matelas"du dessous de cette puce 9, c'est-àdire de sa face active 2 tournée vers le support 13 sur lequel elle est reportée.
Par conséquent la puce 9 est protégée dans son ensemble, ce qui supprime ou du moins atténue jusqu'à une valeur acceptable, les contraintes mécaniques auxquelles est exposée une puce 9.
Dans l'exemple de la figure 7, en élévation perpendiculairement à la
Figure img00180001

face arrière où reste noyé l'adhésif 4, on observe les dimensions (en um dits"microns) suivantes.
0 puce 9 : 50 à 100 ; 0 support 13 : 50 à 100 ; 0 plages 11 : nulle (0), car ici il s'agit de puits noyés dans le support 11 ; 0 bossages sur plots 6 : 70 ; et 0 encapsulation (5) : selon les endroits autour de la puce 9 : 50 à 100.
Comme évoqué, le support 13 fait partie d'un module ou d'un corps de carte. Ce support 13 est placé sur une bande ou film ou fait lui-même partie de cette bande ou film, par exemple apte à être enroulé sur une bobine.
Ici, la fabrication de dispositifs électroniques 14 selon l'invention pour objets portables intelligents 23 (représentés à une échelle agrandie sur la figure 8) est mise en oeuvre sur un équipement 16.
Cet équipement illustré sur la figure 8, comporte, dans le sens (indiqué en 15) de déroulement du procédé, au moins un poste : 0 17 d'amincissement de plaquettes 1, éventuellement munies d'une poignée provisoire ; 0 18 de collage d'une poignée permanente 5 sur la face libre des plaquettes 1 et enlèvement de la poignée provisoire, si elle existe ; 0 19 de dépôt de plots de contact 6 sur la face des plaquettes 1 opposée à la poignée permanente ;
Figure img00180002

0 20 de découpe des plaquettes en puces 9 de circuits intégrés individuels, conservant chacun leur portion de poignée permanente 5 ; 0 21 de report en flip chip des puces 9 sur le support 13 ; et
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0 22 de fusion du matériau de poignée permanente 5.
L'invention s'applique, entre autres à la production de cartes à puces ou aux modules électroniques pour de tels objets portables intelligents.

Claims (15)

REVENDICATIONS
1. Procédé de production d'un dispositif électronique (14) tel qu'objet portable intelligent, par exemple carte à puce ou étiquette électronique ;
Ce procédé prévoyant au moins les étapes de. : Mise à disposition d'une plaquette (1) de semi conducteur ; Placement de cette plaquette sur une poignée de manipulation ; Découpe de la plaquette (1) en puces de circuit intégré (9) individualisées ; Report d'au moins une puce (9) sur un support diélectrique (13) du dispositif électronique (14), avec une face active (2) en regard de ce support (13) ; Mise à disposition de plages de connexion (11) sur le support (13) ; Connexion des plots de contact (6) sur la face active avec les plages de connexion (11) correspondants et ; Remplissage de l'espace entre la puce (9) et ses connexions d'une part et d'autre part le support (13) et ses plages de connexion (11) à l'aide d'une matière isolante ;
Caractérisé en ce que la poignée comporte un film (5) fixé de manière permanente sur la face arrière de la plaquette (1) ; Lors de l'étape d'individualisation ce film (5) en formant contre la face arrière de la puce (9) une portion de film (5) ; Lors du report cette portion de film (5) forme et est employée comme poignée permanente de manipulation de la puce (9) ; tandis que lors de l'étape de remplissage, un apport d'énergie thermique est appliqué au moins à la portion de film (5) en provoquant sa fusion : cette fusion étant opérée de façon à former une encapsulation de la face arrière (3), de tranches ainsi que de l'espace entre la face active (2) et le support diélectrique (13).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film (5) permanent définitivement fixé sur la face arrière (3) de la plaquette (1) et conservée sur celle-ci après découpe de la puce (9), est (5) rigide ou rigidifiable à température ambiante et apte à être fondu entre 600C et 180 C.
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3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'apport d'énergie thermique au film (5) qui provoque sa fusion, prévoit son exposition à une radiation UV et/ou une mise en enceinte thermique.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pour le report et l'encapsulation de puce (9) sur le support (13) sont prévues les étapes suivant lesquelles on : 0 Fournit une plaquette (1) ayant une face active (2) et on fixe sur sa face arrière (3), le cas échéant au moyen d'une couche ou d'un film d'adhésif (4), une poignée permanente ;
0 Réalise des plots de contact (6) sur la face active (2) ; Il Fixe la plaquette (1) sur un réceptacle de découpe (7) ; 0 Effectue la découpe au moins de la plaquette (1), de l'adhésif (4) s'il est présent, et du film (5) pour obtenir des puces individuelles (9) portant sur leur face arrière une portion du film (5) ; 0 Retire au moins une puce (9) munies d'une portion du film (5) et le cas échéant d'un adhésif (4) de fixation définitive du film (5) et de la plaquette (1) ; et
0 Reporte par la technique"flip chip"sur un support (13) ; et CI Fait fondre le film (5) sous l'effet d'un apport d'énergie externe, de manière à obtenir par ce matériau fondu une encapsulation de la puce (9) et de ses connexions sur son support définitif (13).
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un adhésif de fixation définitive du film (5) et de la plaquette (1) est prévu entre ces film (5) et plaquette (1) lors de leur fixation définitive ; cet adhésif étant noyé entre une face arrière (3) de la puce (9) et une portion de film (5) fondu lors de l'encapsulation.
6. Équipement (16) de production de dispositif électronique (14) tel qu'objet (23) portable intelligent ; cet équipement (16) comportant dans un sens (15) de déroulement de production, au moins un poste de : amincissement (17) de plaquettes (1), éventuellement avec au moins un système de montage/démontage de poignée provisoire ; dépôt (19) de
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plots de contact (6) sur une face active (2) de plaquette (1) ; découpe (20) de plaquette en puces (9) individuelles ; report retourné (21) de puce (9) sur un support (13) du dispositif électronique à produire ; caractérisé en ce que cet équipement comporte en outre des postes de : 0 Fixation définitive d'une poignée permanente (5) sur un côté de face arrière de plaquette (1) ; 0 Découpe (20) d'une portion de poignée permanente (5) de plaquette (1) au sein du poste de découpe en puces (9) individuelles ; et 0 Encapsulation de la puce (9) reportée et connectée, par fusion du matériau de la portion de poignée permanente (5).
7. Équipement (16) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il produit des objets portables intelligents (23) fins et/ou souples, et en ce qu'il permet la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6.
8. Dispositif (14) électronique tel que module ou objet portable intelligent (23) par exemple carte à puce ou étiquette électronique ; ce dispositif (14) comportant un support (13) avec au moins une plage de contact (11) ; une puce (9) avec une face active (2) en regard du support et pourvue d'au moins un plot (6) et bossage connecté à une plage (11) correspondante ; et un remplissage isolant entre la face active (2) et le support (13) ; Caractérisé en ce que le remplissage fait partie intégrante d'une encapsulation (5) de la puce (9) et de ses connexions, sur une face arrière (3), des tranches et sur le support (13) à proximité et en périphérie de la puce (9).
9. Dispositif (14) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'en élévation perpendiculairement à la face arrière (3) est noyé un adhésif 4 de fixation définitive d'une portion de film (5) d'où est issue l'encapsulation.
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10. Dispositif (14) selon la revendication 8 ou 9 ; caractérisé en ce qu'on observe : les dimensions de l'ordre de (en um dits"microns) : puce (9) : 50 à 100 ; support (13) : 50 à 100 ; bossages sur plots (6) : 70 ; et encapsulation (5) : 50 à 100.
11. Dispositif (14) selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il s'agit (14) d'un module ou objet portable intelligent (23) tel que carte à puce ou étiquette électronique ; ce dispositif (14) étant produit selon le procédé de l'une des revendications 1 à 5 et/ou sur l'équipement de l'une des revendications 5 à 7.
12. Dispositif (14) selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'il (14) comporte une portion fondue de film (5) choisie parmi un film hot melt à base de polymère thermoplastique semi-cristallin et un film en matériau thermoplastique semi-cristallin revêtu sur au moins l'une de ses faces avec une couche ou un film de matériau adhésif.
13. Dispositif (14) selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il (14) comporte une portion fondue de film (5) est en polymère semicristallin possédant une phase amorphe ayant une température de transition vitreuse Tg et une phase cristalline ayant une température de fusion Tf, tandis que : Tg est inférieure à la température ambiante ; le polymère possède un taux de cristallinité supérieur à environ 60% ; et Tf est comprise entre environ 600C et environ 1800C.
14. Dispositif (14) selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'il (14) comporte une portion fondue de film (5) choisie choisi parmi les films thermo fusibles dits "hot melt" à base de polyéthylène haute densité et les films hot melt à base de polypropylène.
15. Dispositif (14) selon l'une des revendications 8 à 14, caractérisé en ce qu'il (14) comporte une portion fondue de film (5) qui présente en élévation perpendiculairement à la face arrière (3) une épaisseur d'environ 100 um.
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