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FR2940588A1 - Ensemble multicomposant blinde a montage en surface - Google Patents

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STMicroelectronics Grenoble 2 SAS
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Abstract

L'invention concerne un ensemble multicomposant blindé à montage en surface, comprenant une plaque (1) sur laquelle sont montés plusieurs composants électroniques (2, 3, 4) ; une couche isolante (30) déposée de façon conforme sur la structure sur une épaisseur inférieure à la hauteur des composants électroniques, comportant au moins une ouverture (31) débouchant sur un contact (32) de ladite plaque ; une couche conductrice de blindage (35) recouvrant la couche isolante et ladite au moins ouverture ; et une couche de résine (6) recouvrant la couche conductrice.

Description

B9186 - 08-GR2-120 1 ENSEMBLE MULTICOMPOSANT BLINDÉ À MONTAGE EN SURFACE
Domaine de l'invention La présente invention concerne un ensemble multicomposant à montage en surface et plus particulièrement un tel ensemble multicomposant muni d'un blindage.
Exposé de l'art antérieur De façon classique, les fabricants de composants électroniques commercialisent des composants individuels sous forme de puces nues, ou plus souvent de puces ou autre mises en boîtier. Ensuite, ces composants, discrets ou intégrés, sont assemblés par des assembleurs sur de grandes cartes de circuit imprimé par lesquelles ils sont interconnectés. Ces dernières années, les fabricants de composants électroniques ont également commercialisé en un boîtier unique des ensembles multicomposant à montage en surface.
Comme l'illustre la figure 1, ces ensembles multicomposants sont couramment formés sur un support 1 tel qu'une carte souple de circuit imprimé. Ce support est en forme de bande et plusieurs composants, actifs ou passifs 2, 3, 4 sont successivement montés sur la bande et connectés à des plots disposés du côté supérieur de la bande. Dans l'exemple représenté, le composant 3 est une puce nue de circuit intégré elle-même montée par montage en surface sur la bande 1. Une fois B9186 - 08-GR2-120
2 les composants mis en place, l'ensemble est recouvert d'une couche de résine de protection 6, des billes de contact 8 pour un montage en surface sont disposées du côté de la face inférieure de la bande, une ou plusieurs billes étant connectées à un ou plusieurs plots de la face supérieure de la bande, c'est-à-dire à une ou plusieurs bornes des composants montés sur la bande. Ensuite, chaque ensemble de composants protégé par la couche de résine est découpé, selon des traits de scie 9 pour former des boîtiers multicomposants individuels. On notera que la représentation de la figure 1 n'est pas à l'échelle et a été très dilatée en hauteur pour montrer la succession d'ensembles multicomposants formés sur une bande. La figure 2 représente un tel boîtier multicomposant 10 monté par un assembleur sur une carte de circuit imprimé 11, étant entendu que cette carte de circuit imprimé porte de nombreux autres composants ou ensembles multicomposants. Cette carte de circuit imprimé 11, de même que la carte 1, est généralement une carte multicouche pour favoriser les connexions entre les bornes. Dans de nombreux cas, notamment quand le boîtier multicomposant comprend des composants haute fréquence, ou au contraire quand il comprend des éléments qu'il faut protéger de perturbations haute fréquence de composants voisins, l'installateur doit blinder le boîtier multicomposant. Pour cela, un capot métallique 12 est monté sur la carte 11 au-dessus du boîtier multicomposant, ce capot étant relié à la masse par l'intermédiaire d'un plot 14 formé sur la surface supérieure de la carte 11, ce plot étant éventuellement relié à un treillis de masse disposé sous le multicomposant, éventuellement dans une couche intermédiaire de la carte 11 s'il s'agit d'une carte multicouche. Cette opération de montage est complexe, coûteuse et prend du temps. Les assembleurs de composants souhaiteraient donc que les fabricants de composants puissent leur fournir des multicomposants blindés, le blindage étant relié à une connexion devant être reliée à la masse.
B9186 - 08-GR2-120
3 De leur côté, les fabricants de composants électroniques souhaitent minimiser le nombre d'opérations de fabrication et leur complexité pour ne pas trop augmenter le coût de leurs composants.
Résumé Ainsi, un objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de prévoir un boîtier multicomposant blindé qui résolve les inconvénients de l'art antérieur et en particulier qui ne complique pas excessivement la fabrication, qui puisse être d'un faible coût et qui soit fiable. Un mode de réalisation de la présente invention prévoit un ensemble multicomposant blindé à montage en surface, comprenant une plaque sur laquelle sont montés plusieurs composants électroniques ; une couche isolante déposée de façon conforme sur la structure sur une épaisseur inférieure à la hauteur des composants électroniques, comportant au moins une ouverture débouchant sur un contact de ladite plaque ; une couche conductrice de blindage recouvrant la couche isolante et ladite au moins une ouverture ; et une couche de résine recou- orant la couche conductrice. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la couche conductrice de blindage est pourvue de rainures. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la couche conductrice de blindage comprend au moins deux couches de métal, respectivement en titane-tungstène et en cuivre. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la couche isolante est en un polymère carboné. Selon un mode de réalisation de la présente invention, ladite plaque est une portion de carte de circuit imprimé comprenant des plots de contact avec les composants du côté de sa face supérieure, des billes de contact du côté de sa face inférieure et des moyens de liaison entre les plots et les billes. Un mode de réalisation de la présente invention 35 prévoit un procédé de réalisation d'un ensemble multicomposant B9186 - 08-GR2-120
4 blindé à montage en surface dans lequel plusieurs boîtiers sont réalisés par des opérations collectives sur une plaque en forme de bande et découpés ensuite en boîtiers individuels. Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1, décrite précédemment, représente une bande de fabrication de boîtiers multicomposants ; la figure 2, décrite précédemment, représente un montage de boîtier multicomposant blindé sur une carte de circuit imprimé ; la figure 3 représente un exemple de boîtier multi-15 composant blindé ; et la figure 4 représente un exemple de boîtier multicomposant blindé selon un mode de réalisation de la présente invention. Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été 20 désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, comme cela est habituel dans la représentation de composants de microélectronique, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Description détaillée 25 La figure 3 représente un boîtier multicomposant blindé, avant découpe, alors qu'il est encore sous forme de bande. Trois composants 2, 3, 4 sont montés sur une plaque destinée à un montage en surface et revêtus d'une couche de résine 6 de la même façon que cela a été décrit en relation avec 30 la figure 1. Pour blinder la structure, on dépose sur sa surface une couche conductrice 20. Toutefois, une difficulté se pose pour connecter la couche de blindage 20 à la masse si on veut réaliser cette connexion avant découpe de la bande en boîtiers individuels. Une solution consiste, comme cela est représenté, à 35 réaliser, avant de déposer la couche métallique 20, un trait de B9186 - 08-GR2-120
scie 21 au travers de la résine 6 en regard d'un plot 22 de la carte de circuit imprimé 1 relié à une bille 23 destinée à être connectée à la masse. Ainsi, quand on dépose la couche conductrice 20, elle se forme d'une part en surface, d'autre 5 part en remplissant le trait de scie 21. Le boîtier multicomposant représenté en figure 3 est compatible avec une réalisation d'un ensemble multicomposant sur une bande support mais présente certains inconvénients. D'une part, il faut réaliser le trait de scie 21 ce qui constitue une opération supplémentaire par rapport aux opérations habituelle-ment réalisées. De plus, le composant se retrouve avec une surface supérieure métallisée, ce qui n'est pas usuel. En effet, les fabricants et les utilisateurs préfèrent avoir une surface supérieure constituée de la face supérieure d'une couche de résine isolante, sur laquelle notamment un marquage peut être effectué. Pour avoir une surface supérieure en résine, il faudrait procéder à un premier dépôt de résine, au trait de scie 21 et au dépôt conducteur, puis déposer une seconde épaisseur de couche de résine. Ceci également complique le procédé de la fabrication. La figure 4 représente une bande, de préférence souple, par exemple une carte de circuit imprimé multicouche, portant des composants électroniques 2, 3, 4. Sur cet ensemble de composants, est déposée une couche isolante, par exemple une couche déposée par pulvérisation (spray) et recuite pour élimination du solvant. On pourra aussi procéder à un dépôt plasma d'un matériau tel qu'un polymère carboné. Cette couche isolante est munie d'ouvertures 31 en regard d'un plot 32 de la face supérieure de la plaque support 1, ce plot étant connecté par des métallisations internes à la plaque support à au moins une bille de connexion 33. L'ouverture dans la couche isolante pourra être réalisée grâce à l'utilisation d'un simple cache. On pourra aussi réaliser un perçage laser. Cette couche isolante aura par exemple une épaisseur de 5 à 15 micromètres bien que cela ne soit pas B9186 - 08-GR2-120
6 critique. Cette épaisseur est en tout cas choisie pour être nettement inférieure à la hauteur des composants électroniques 2, 3, 4. Après cela, une couche métallique 35 est déposée sur l'ensemble de la structure et sert de couche de blindage. De façon classique, on pourra déposer par pulvérisation une couche d'accrochage, par exemple en TiW, puis une couche métallique, par exemple du cuivre. Cette pulvérisation pourra être suivie d'un dépôt électrolytique de cuivre d'une épaisseur de quelques micromètres, par exemple 3 à 10 micromètres. Ensuite, de façon classique, une couche de résine 6 est déposée. Un avantage d'un dépôt par pulvérisation de la couche isolante 30 est qu'un tel dépôt est conforme, c'est-à-dire que cette couche se retrouve sur les côtés et sur le dessus des divers composants. Un autre avantage est qu'une élimination de cette couche isolante au niveau d'un plot de contact peut être effectuée très simplement. Cette couche isolante est comme on l'a indiqué d'une épaisseur de 5 à 15 microns de façon que, entre les composants électroniques, la couche conductrice 35 se trouve en regard de la plus grande partie du côté des composants. Ainsi, la couche conductrice 35 a non seulement un rôle de blindage entre les composants et l'extérieur mais aussi entre les composants d'un même boîtier. Dans un procédé de fabrication usuel, c'est seulement après l'encapsulation par de la résine que sont déposées les billes 8 sur la face inférieure de la carte 1 mais ceci ne constitue qu'une alternative possible. On a également représenté dans la figure un matériau 37 disposé sous le composant électronique, pour éviter qu'il demeure des bulles d'air après mise en place de la résine. Ce matériau sous le composant est une résine liquide mise en place de façon classique. Des modes de réalisation particuliers de la présente invention ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, en ce qui B9186 - 08-GR2-120
7 concerne le choix des matériaux de la couche isolante 30 et de la couche conductrice 35, ainsi que leur mode de dépôt. On pourra également prendre diverses mesures pour augmenter l'adhérence entre les couches, par exemple rainurer la surface supérieure de la couche conductrice 35. Divers modes de réalisation avec diverses variantes ont été décrits ci-dessus. On notera que l'homme de l'art pourra combiner divers éléments de ces divers modes de réalisation et variantes entre eux et avec des éléments et techniques connus sans faire preuve d'activité inventive.

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS1. Ensemble multicomposant blindé à montage en surface, comprenant : une plaque (1) sur laquelle sont montés plusieurs composants électroniques (2, 3, 4) ; une couche isolante (30) déposée de façon conforme sur la structure sur une épaisseur inférieure à la hauteur des composants électroniques, comportant au moins une ouverture (31) débouchant sur un contact (32) de ladite plaque ; une couche conductrice de blindage (35) recouvrant la couche isolante et ladite au moins une ouverture ; et une couche de résine (6) recouvrant la couche conduc- trice.
  2. 2. Boîtier selon la revendication 1, dans lequel la couche conductrice de blindage est pourvue de rainures.
  3. 3. Boîtier selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la couche conductrice de blindage comprend au moins deux couches de métal, respectivement en titane-tungstène et en cuivre.
  4. 4. Boîtier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la couche isolante est en un polymère carboné.
  5. 5. Boîtier selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ladite plaque est une portion de carte de circuit imprimé comprenant des plots de contact avec les composants du côté de sa face supérieure, des billes de contact du côté de sa face inférieure et des moyens de liaison entre les 25 plots et les billes.
  6. 6. Procédé de réalisation d'un ensemble multicomposant blindé à montage en surface, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel plusieurs boîtiers sont réalisés par des opérations collectives sur une plaque en forme 30 de bande et découpés ensuite en boîtiers individuels. 20
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