FR2673042A1 - Module electronique resistant aux deformations mecaniques pour carte a microcircuits. - Google Patents
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Abstract
Le module électronique (1) est destiné à une carte à micro-circuits. Il comprend une première unité (5) formé d'un substrat isolant (6). Le substrat porte des électrodes (7), un trou (8) étant ménagé dans le substrat sous chacune des électrodes. Le module comprend aussi une seconde unité (9) portant une puce (10) à circuit intégré et un réseau de conducteurs (13) reliant les bornes (19) de la puce aux électrodes portées par le substrat. La face arrière (12) de la puce et la face arrière (22) du substrat sont séparées par une entretoise ( 20). L'entretoise (20) évite que la puce ne vienne en contact avec le substrat (6) et empêche que des déformations affectant le substrat ne se répercutent sur la puce.
Description
MODULE ELECTRONIQUE RESISTANT AUX DE FORMATIONS MéCANIQUES
POUR CARTE A MICROCIRCUITS
La présente invention est relative à un module électronique pour carte à microcircuits comprenant une première unité comportant un substrat isolant portant sur sa première face un revêtement métallique présentant une pluralité dtélectrodes destinées à entrer en contact avec un appareil dans lequel est introduite la carte, chaque électrode recouvrant un trou percé dans le substrat, chaque trou débouchant sur la seconde face dudit substrat, et une seconde unité comportant une puce à circuit intégré, ladite puce présentant une face avant munie de bornes de connexion et une face arrière tournée en regard de la première unité, un réseau de conducteurs reliant les bornes de connexion de la puce aux électrodes portées par ladite première unité.
POUR CARTE A MICROCIRCUITS
La présente invention est relative à un module électronique pour carte à microcircuits comprenant une première unité comportant un substrat isolant portant sur sa première face un revêtement métallique présentant une pluralité dtélectrodes destinées à entrer en contact avec un appareil dans lequel est introduite la carte, chaque électrode recouvrant un trou percé dans le substrat, chaque trou débouchant sur la seconde face dudit substrat, et une seconde unité comportant une puce à circuit intégré, ladite puce présentant une face avant munie de bornes de connexion et une face arrière tournée en regard de la première unité, un réseau de conducteurs reliant les bornes de connexion de la puce aux électrodes portées par ladite première unité.
Le document FR-A-2 548 857 décrit déjà un module répondant à la définition générique donnée ci-dessus. Dans ce document, le module électronique comporte un substrat, des plages latérales conductrices et une plage conductrice centrale ménagées sur une des faces du substrat. Avant l'application de la feuille électriquement conductrice permettant de réaliser ces plages conductrices, on réalise dans le substrat des trous transversaux et un évidement central destiné à recevoir une puce à circuit intégré. Un réseau de conducteurs relie les bornes de la puce aux plages latérales conductrices par les trous transversaux pratiqués sous lesdites plages latérales conductrices.Une fois le réseau de conducteurs mis en place, la face arrière de la puce - face opposée à celle portant les bornes est en contact direct avec la plage conductrice centrale ménagée sur la face du substrat. Ainsi, dans cette construction, la puce n'est pas à l'abri des sollicitations mécaniques qui peuvent affecter le substrat, le pliage de ce substrat par exemple.
Le document GB-A-2 149 209 montre aussi un module électronique préparé pour être incorporé dans une carte à microcircuits.
Ici la puce est montée dans une fenêtre pratiquée dans le substrat et la totalité de la face arrière de cette puce est collée sous une plage métallique centrale apparente de l'extérieur du module.
On comprendra donc que si la carte subit des contraintes mécaniques, la puce qui lui est intimement liée va subir les mêmes contraintes, mettant ainsi en danger son bon fonctionnement.
Pour pallier les inconvénients ci-dessus mentionnés, le document
EP-A-O 198 376 (US 4 725 924) propose de loger la puce à circuit intégré dans une ouverture pratiquée dans une feuille souple, de fixer la puce à cette feuille au moyen des conducteurs soudés aux bornes de la puce et de solidariser cette feuille sur une plaque faisant partie du module. La feuille souple est fixée sur la plaque seulement du côté ou se trouvent une rangée de conducteurs de telle manière que, lorsque la plaque est soumise à des contraintes mécaniques, la majeure partie de la feuille souple peut glisser sur la plaque de sorte que la puce qui est attachée à la feuille n'est pas sollicitée par les contraintes mentionnées.Si ce document apporte une solution au problème qui se pose, il nécessite cependant une construction relativement compliquée et onéreuse et n'évite pas forcément un écrasement de la puce lors d'applications de forces perpendiculaires à ladite puce.
EP-A-O 198 376 (US 4 725 924) propose de loger la puce à circuit intégré dans une ouverture pratiquée dans une feuille souple, de fixer la puce à cette feuille au moyen des conducteurs soudés aux bornes de la puce et de solidariser cette feuille sur une plaque faisant partie du module. La feuille souple est fixée sur la plaque seulement du côté ou se trouvent une rangée de conducteurs de telle manière que, lorsque la plaque est soumise à des contraintes mécaniques, la majeure partie de la feuille souple peut glisser sur la plaque de sorte que la puce qui est attachée à la feuille n'est pas sollicitée par les contraintes mentionnées.Si ce document apporte une solution au problème qui se pose, il nécessite cependant une construction relativement compliquée et onéreuse et n'évite pas forcément un écrasement de la puce lors d'applications de forces perpendiculaires à ladite puce.
Ainsi, pour remédier aux inconvénients cités au paragraphe ci-dessus, la présente invention, en plus qu'elle comporte les éléments mentionnés au premier paragraphe de ce préambule, est caractérisé par le fait qu'une entretoise est disposée entre la face arrière de la puce et la première unité, la surface présentée par ladite entretoise étant petite par rapport à la surface présentée par ladite face arrière de la puce.
L'invention va être comprise maintenant à l'aide de la description qui suit donnée à titre d'exemple, description illustrée par le dessin dans lequel :
- la figure 1 montre, vue en plan, l'allure générale d'une carte à microcircuits composée d'un module électronique encarté dans un support,
- la figure 2 montre en perspective la première unité dont est composé le module électronique, unité munie d'électrodes,
- la figure 3 montre en perspective la seconde unité dont est composé le module électronique, unité munie d'une puce à circuit intégré et d'une entretoise, objet de la présente invention,
- la figure 4 montre en coupe le module électronique assemblé, selon les lignes IV - IV des figures 2 et 3, en supposant les deux unités superposées, et
- la figure 5 montre en coupe une autre manière de réaliser le module électronique, ce module étant incorporé à une carte.
- la figure 1 montre, vue en plan, l'allure générale d'une carte à microcircuits composée d'un module électronique encarté dans un support,
- la figure 2 montre en perspective la première unité dont est composé le module électronique, unité munie d'électrodes,
- la figure 3 montre en perspective la seconde unité dont est composé le module électronique, unité munie d'une puce à circuit intégré et d'une entretoise, objet de la présente invention,
- la figure 4 montre en coupe le module électronique assemblé, selon les lignes IV - IV des figures 2 et 3, en supposant les deux unités superposées, et
- la figure 5 montre en coupe une autre manière de réaliser le module électronique, ce module étant incorporé à une carte.
La figure 1 montre une vue en plan d'une carte à microcircuits comportant un module électronique 1 encarté dans un support 2. Le support 2 est normalisé quant à ses dimensions. Le module électronique comporte généralement huit électrodes 7 dont les dimensions, les emplacements par rapport aux bords de la carte et les fonctions sont également normalisés. Chaque électrode 7 est un rectangle dont les dimensions minima sont de 2,0 x 1,7 mm. Dans les cas les plus courants, la puce à circuit intégré 10 trouve place entre les électrodes 3 et sous le substrat isolant qui porte lesdites électrodes. Les électrodes sont destinées à entrer en contact électrique avec un appareil dans lequel la carte est introduite. Un ensemble de conducteurs, non représentés à la figure 1, mais qui seront décrits plus bas relient les électrodes aux bornes de connexion de la puce.
Le module électronique 1 est réalisé à partir de deux unités 5 et 9 qu'on assemble comme cela est montré aux figures 2, 3 et 4.
Comme on le voit en figure 2, la première unité 5 comporte un substrat isolant 6 portant sur sa première face 21 un revêtement métallique présentant une pluralité d'électrodes 7 dont la surface recouvre au moins l'aire normalisée discutée à propos de la figure 1. Chaque électrode 7 recouvre un trou 8 pratiqué dans le substrat 6. Une manière de réaliser cette première unité a été exposée dans le document EP-A-O 307 773 (US 4 835 846), on n'y reviendra donc pas ici
La figure 3 montre l'allure finale de la seconde unité 9. Cette seconde unité comporte une puce 10 à circuit intégré présentant une face avant 11 munie de bornes de connexion 19 (voir figure 4) et une face arrière 12 dépourvue de bornes.
La figure 3 montre l'allure finale de la seconde unité 9. Cette seconde unité comporte une puce 10 à circuit intégré présentant une face avant 11 munie de bornes de connexion 19 (voir figure 4) et une face arrière 12 dépourvue de bornes.
A chaque borne de connexion (non apparentes dans la figure 3) est soudé un conducteur 13 par sa première extrémité 14. La seconde extrémité 15 de chaque conducteur 13 est arrangée pour tomber au droit d'un trou 8 correspondant de la première unité 5 quand les première et seconde unités sont superposées. Cette coincidence de construction est figurée au dessin par deux lignes 16 et 17.
Une manière de réaliser cette seconde unité va être décrite maintenant. On se munit d'une feuille métallique qui peut se présenter comme une portion de film normalisé. On se munit également d'une puce de circuit intégré 10. Dans la feuille métallique on forme un réseau de conducteurs 13 de telle façon qu'une des premières extrémités libres 14 de chacun desdits conducteurs tombe au droit d'une borne de connexion de la puce et que chacune des secondes extrémités libres 15 de chacun desdits conducteurs tombe au droit d'un trou correspondant 8 de la première unité 5 (voir figure 2) quand ces unités sont superposées. On s'arrange pour que les conducteurs restent attachés à la feuille métallique. Cette opération peut se faire soit par gravage chimique, soit par découpage mécanique (étampage par exemple).On veut ensuite souder la puce 10 sur les premières extrémités libres 14 des conducteurs 13. Enfin on détache de la feuille l'ensemble ainsi formé pour aboutir à la seconde unité représentée en figure 3.
Selon le caractère essentiel de la présente invention, on applique sur la face arrière 12 de la puce 10 une entretoise 20, la surface présentée par cette entretoise étant petite par rapport à la surface présentée par la face arrière 12 de la puce 10.
Une fois produite la seconde unité 9 avec son entretoise 20, on applique la première unité 5 sur ladite seconde unité 9, les trous 8 de la première étant tournés vers la seconde. Enfin, on introduit chacun des conducteurs 13 de la seconde unité 9 par sa seconde extrémité 15 dans un trou correspondant 8 de la première unité 5 et on soude chacune de ces extrémités 15 à l'électrode correspondante 7, par exemple au moyen d'une soudure par point.
On obtient alors le module électronique 1 montre en figure 4 et qui est une coupe selon les lignes IV - IV des figures 2 et 3. Cette figure montre encore que la face avant de la puce munie de ses conducteurs est revêtue d'une couche de protection 18 qui renforce la liaison entre les bornes de connexion et ces conducteurs.
L'entretoise 20, objet de la présente invention, a pour but essentiel de préserver un espace entre la face inférieure 22 de la première unité 5 et la face arrière 12 de la puce à circuit intégré 10. Ainsi, quand l'unité 5 est soumise à flexion avec l'ensemble de la carte dans laquelle elle est montée, la puce ne viendra pas en contact avec ladite unité et restera ainsi libre de toute sollicitation qui pourrait nuire à son bon fonctionnement. On comprendra que pour jouer le rôle d'écartement qu'on lui demande, la surface de cette entretoise devra être petite par rapport à la surface de la face arrière de la puce et que ladite entretoise devra se situer aux environs du centre de gravité de la puce.Par exemple pour une surface de puce d'environ 20 mm2, on s'arrangera pour maintenir une surface d'entretoise plus petite ou égale à 2 mm2, la surface de l'entroise étant donc au moins dix fois plus petite que la surface de la puce.
L'entretoise 20 peut être réalisée de plusieurs manières. Selon une première manière, ce peut être un film en matière synthétique retenu sur la face arrière de la puce par un revêtement de colle
L'autre face du film peut également être pourvu de colle pour adhérer à la face arrière 22 de la première unité 5 ou au contraire être exempte de colle pour laisser toute sa liberté à la puce qui peut alors glisser le long de ladite face arrière 22 si des mouvements de flexion sont appliqués à la carte. Selon une seconde manière, l'entretoise 20 peut être réalisée au moyen d'une goutte de colle adhérant à la fois à la face arrière 12 de la puce 10 et à la première unité 5.Si cette colle reste élastique - par exemple de la marque déposée "Sylgard 186 élastomère de la Société Dow Corning l'entretoise ainsi réalisée a l'avantage de rendre la puce résistante à l'écrasement et non seulement à la flexion appliquée sur la carte.
L'autre face du film peut également être pourvu de colle pour adhérer à la face arrière 22 de la première unité 5 ou au contraire être exempte de colle pour laisser toute sa liberté à la puce qui peut alors glisser le long de ladite face arrière 22 si des mouvements de flexion sont appliqués à la carte. Selon une seconde manière, l'entretoise 20 peut être réalisée au moyen d'une goutte de colle adhérant à la fois à la face arrière 12 de la puce 10 et à la première unité 5.Si cette colle reste élastique - par exemple de la marque déposée "Sylgard 186 élastomère de la Société Dow Corning l'entretoise ainsi réalisée a l'avantage de rendre la puce résistante à l'écrasement et non seulement à la flexion appliquée sur la carte.
La figure 5 présente une manière différente de réaliser le module électronique 1 de celle décrite jusqu'ici. Dans ce module, le substrat 6 de la première unité comporte une ouverture 23 dans laquelle la puce 10 est engagée, cette ouverture étant recouverte par un revêtement métallique 24 porté par la première unité 5. Ici l'entretoise 20, qui joue le même rôle que celui expliqué plus haut, est disposée entre la face arrière 12 de la puce 10 et le revêtement métallique 24. Cette disposition a l'avantage de permettre l'utilisation d'une puce 10 plus épaisse ou de conducteurs 13 plus épais pour une hauteur de module qui ne dépasse pas la hauteur du module considéré ci-dessus.
La figure 5 montre également une façon d'encarter le module.
La carte 2 est constituée d'une superposition de plaques 25, 26 et 27 pressées ensemble. La plaque 25 entoure la première unité 5 et son substrat isolant 6 et la plaque 26 entoure ce qui dépasse du substrat 6, notamment une partie de la puce 10 et les conducteurs 13. La plaque 27 est une plaque de fermeture.
Claims (7)
1. Module électronique (1) pour carte à microcircuits (2) comprenant
- une première unité (5) comportant un substrat isolant (6) portant sur sa première face (21) un revêtement métallique (7, 24) présentant une pluralité d'électrodes (7) destinées à entrer en contact avec un appareil dans lequel est introduite la carte, chaque électrode recouvrant un trou (8) percé dans le substrat, chaque trou débouchant sur la seconde face (22) dudit substrat, et
- une seconde unité (9) comportant une puce à circuit intégré (10), ladite puce présentant une face avant (11) munie de bornes de connexion (19) et une face arrière (12) tournée en regard de la première unité, un réseau de conducteurs (13) reliant les bornes de connexion de la puce aux électrodes portées par ladite première unité, caractérisé par le fait qu'une entretoise (20) est disposée entre la face arrière de la puce et la première unité, la surface présentée par ladite entretoise étant petite par rapport à la surface présentee par ladite face arrière de la puce.
2. Module selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le substrat (6) comporte en outre une ouverture (23) dans laquelle est engagée la puce (10), ladite ouverture étant recouverte par le revêtement métallique (24) porté par la première unité (5), ladite entretoise (20) étant disposée entre la face arrière (12) de la puce et ledit revêtement métallique.
3. Module selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite entretoise (20) est disposée entre la face arrière (12) de la puce et la seconde face (22) du substrat (6).
4. Module selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la surface de l'entretoise (20) est au moins dix fois plus petite que la surface de la face#arrière (12) de la puce.
5. Module selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'entretoise (20) est un film en matière synthétique retenu sur la face arrière (12) de la puce par un revêtement de colle
6. Module selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'entretoise (20) est une goutte de colle adhérant a la fois à la face arrière de la puce (12) et à la première unité (5).
7. Module selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite colle est élastique.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9101996A FR2673042A1 (fr) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | Module electronique resistant aux deformations mecaniques pour carte a microcircuits. |
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| FR9101996A Pending FR2673042A1 (fr) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | Module electronique resistant aux deformations mecaniques pour carte a microcircuits. |
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