Chip microelectrónico desnudo provisto de una ranura que forma un alojamiento para un elemento filar que constituye un soporte mecánico flexible, procedimiento de fabricación y microestructura.

Chip microelectrónico (1) que incluye un elemento filar eléctricamente conductor (10,

11), dos caras principales paralelas delantera y trasera (4, 5), caras laterales (6, 7) y un rebaje que forma un alojamiento para el elemento filar eléctricamente conductor (10, 11), siendo el rebaje una ranura colocada en una de las caras principales o laterales, teniendo la ranura un eje paralelo a las caras principales para una fijación por encastre del elemento filar eléctricamente conductor (10, 11) en dicha ranura, estando el chip el provisto de al menos un elemento de conexión eléctrica destinado a conectar un componente microelectrónico integrado en el chip con el elemento filar, estando el elemento de conexión eléctrica, en el caso de una ranura colocada en una cara lateral, al menos en parte constituido por una capa eléctricamente conductora que reviste al menos en parte dicha ranura; chip caracterizado porque el encastre del elemento filar eléctricamente conductor (10, 11) en dicha ranura sigue el eje longitudinal de esta última, constituyendo dicho elemento filar eléctricamente conductor (10, 11) un soporte mecánico flexible para dicho chip.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2007/001034.

Solicitante: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: BATIMENT "LE PONANT D" 25, RUE LEBLANC 75015 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: MOUREY, BRUNO, BRUN,JEAN, VICARD,DOMINIQUE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A41D1/00 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A41 VESTIMENTA.A41D ROPA EXTERIOR; ROPA DE PROTECCION; ACCESORIOS (dispositivos de protección para los ojos o para los oídos A61F 9/00, A61F 11/00; ropas para provocar la sudoración A61H 36/00). › Prendas de vestir (para niños A41D 11/00).
  • H01L21/98 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctrica en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › H01L 21/00 Procedimientos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación o el tratamiento de dispositivos semiconductores o de dispositivos de estado sólido, o bien de sus partes constitutivas. › Ensamblaje de dispositivos que consisten en componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común; Ensamblaje de dispositivos de circuito integrado (H01L 21/50 tiene prioridad).
  • H01L23/48 H01L […] › H01L 23/00 Detalles de dispositivos semiconductores o de otros dispositivos de estado sólido (H01L 25/00 tiene prioridad). › Disposiciones para conducir la corriente eléctrica hacia o desde el cuerpo de estado sólido durante su funcionamiento, p. ej. hilos de conexión o bornes.
  • H01L25/065 H01L […] › H01L 25/00 Conjuntos consistentes en una pluralidad de dispositivos semiconductores o de otros dispositivos de estado sólido (dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común H01L 27/00; módulos fotovoltaicos o conjuntos de células fotovoltaicas H01L 31/042). › siendo los dispositivos de un tipo previsto en el grupo H01L 27/00.
  • H01L29/06 H01L […] › H01L 29/00 Dispositivos semiconductores adaptados a la rectificación, amplificación, generación de oscilaciones o a la conmutación que tienen al menos una barrera de potencial o de superficie; Condensadores o resistencias, que tienen al menos una barrera de potencial o de superficie, p. ej. unión PN, región de empobrecimiento, o región de concentración de portadores de carga; Detalles de cuerpos semiconductores o de sus electrodos (H01L 31/00 - H01L 47/00, H01L 51/05 tienen prioridad; otros detalles de los cuerpos semiconductores o de sus electrodos H01L 23/00; consistentes en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común H01L 27/00). › caracterizados por su forma; caracterizado por las formas, las dimensiones relativas o las disposiciones de las regiones semiconductoras.

PDF original: ES-2539640_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Chip microelectrónico desnudo provisto de una ranura que forma un alojamiento para un elemento filar que constituye un soporte mecánico flexible, procedimiento de fabricación y microestructura 5

Campo técnico de la invención

La invención se refiere a un chip microelectrónico que incluye dos caras principales paralelas y caras laterales.

La invención se refiere igualmente a un procedimiento de fabricación de un chip microelectrónico de este tipo y a una microestructura que incluye al menos dos chips conectados por un elemento filar.

Estado de la técnica

En la actualidad, numerosas aplicaciones requieren la confección de tejidos o de tejidos de punto que aportan funciones electrónicas, denominados materiales textiles activos. Por ejemplo los tejidos termoeléctricos generan energía a partir de un gradiente de temperatura, los tejidos piezoeléctricos son capaces de alimentar una electrónica por recuperación de energía de movimiento. Esta energía alimenta entonces un circuito electrónico solidario con el tejido.

En la actualidad se utilizan dos técnicas de fabricación de dichos materiales textiles. En una de ellas, las funciones electrónicas se obtienen por adición de circuitos electrónicos a los materiales textiles. Por ejemplo, las funciones electrónicas se realizan mediante un chip microelectrónico unido clásicamente a otros chips o a una alimentación de energía por medio de contactos unidos a elementos mecánicos soldables mediante hilos de conexión, con un encapsulado que protege el circuito y los contactos. Las funciones electrónicas posibles pueden ser complejas, pero la estabilidad mecánica del chip electrónico integrado en el material textil es muy deficiente. Dicha integración es larga y necesita máquinas especiales complejas. Por otra parte, las conexiones presentan un volumen no despreciable con respecto a la parte activa del chip.

En otra técnica de fabricación, todavía experimental, la electrónica se imprime en el material textil, de manera que este último desempeña el papel de soporte. En general estos materiales textiles de soporte se obtienen mediante tejido clásico. No obstante la complejidad de las funciones electrónicas que pueden realizarse con estas técnicas es muy limitada y notablemente inferior a la que se puede alcanzar con chips microelectrónicos.

El documento US-2005/223.552-A1 describe un dispositivo que comprende un sustrato y un circuito separados por un separador de manera que se definen ranuras delimitadas cada una por una de las caras principales del circuito, una de las caras laterales del separador y una de las caras principales del sustrato. Los contactos eléctricos se encuentran en las paredes laterales de las ranuras, y están conectados a elementos filares cuyo extremo está alojado en el interior de las ranuras. Los elementos filares son sustancialmente perpendiculares a los ejes de las ranuras.

Objeto de la invención

El objeto de la invención consiste en fabricar un chip microelectrónico cuya integración en un tejido o un tejido de 45 punto ha sido mejorada.

Según la invención, este objeto se alcanza mediante las reivindicaciones adjuntas y especialmente mediante un chip microelectrónico según la reivindicación 1.

La invención tiene asimismo por objeto un procedimiento de fabricación, según la reivindicación 10, de un chip microelectrónico en el que el rebaje está constituido por una ranura situada en al menos una cara lateral.

Un desarrollo se refiere igualmente a una microestructura que incluye al menos dos chips microelectrónicos según una de las reivindicaciones 1 a 9.

Descripción sumaria de los dibujos

Otras ventajas y características se comprenderán más claramente a partir de la descripción que se ofrece a continuación de formas particulares de realización de la invención dadas a modo de ejemplos no limitativos y

representadas en los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 es una vista en sección transversal de un primer ejemplo de realización de un chip microelectrónico según la invención, -la figura 2 es una vista en sección transversal de un segundo ejemplo de realización de un chip microelectrónico según la invención, -las figuras 3 a 5 ilustran las diferentes etapas de un procedimiento de fabricación del chip según la figura 2, -la figura 6 representa una vista en sección transversal de una variante de realización de un chip según la figura 2, -las figuras 7 y 8 ilustran otras dos formas de realización de un chip según la invención, -las figuras 9 y 10 ilustran un procedimiento de realización de otra forma de realización de un chip según la invención, -las figuras 11 a 13 ilustran otro procedimiento de realización de un chip según la invención, -las figuras 14 a 17 ilustran un chip, en el que el elemento filar es perpendicular a las caras principales del chip.

Descripción de formas preferentes de la invención

En la figura 1, un primer ejemplo de chip microelectrónico 1 contiene un sustrato 2 plano provisto, de forma clásica, de al menos un componente microelectrónico 3. El chip microelectrónico 1 posee así dos caras principales 4 y 5 paralelas entre sí, unidas por caras laterales que constituyen la oblea del chip 1. Se representan sólo dos caras laterales 6, 7, si bien su número puede variar y depende de la forma del contorno de las caras principales 4, 5.

Tal como ilustra la figura 1, cada cara lateral 6, 7 tiene forma de canal paralelo a las caras principales 4 y 5 y constituye una ranura, referidas respectivamente como 8 y 9 para las caras laterales 6, 7 y que permiten alojar un elemento filar. Cada una de las ranuras de alojamiento 8, 9 presenta una sección cóncava. En la forma de realización en particular ilustrada en la figura 1, la anchura de las ranuras 8, 9 es igual a la altura de las caras laterales 6, 7 y su sección tiene forma de arco circular, es decir, forma de C. La forma de C puede ser exacta o aproximada con segmentos de rectas.

Las ranuras 8 y 9 pueden prepararse mediante cualquier técnica adaptada, como por ejemplo por grabado en seco o en húmedo, ablación láser, grabado químico asistido por láser, mecanizado eléctrico, etc.

El chip microelectrónico 1 puede así integrarse fácilmente en un material textil ya que dos hilos 10 , 11 adyacentes, por ejemplo de trama, constitutivos de este material textil pueden insertarse automáticamente en las ranuras de alojamiento 8, 9, con independencia de que se aplique un procedimiento de tejido o un procedimiento de tejido de punto. Las ranuras de alojamiento 8, 9 aseguran una estabilidad mecánica del chip microelectrónico 1 con respecto al material textil. Es evidente que se intentará adaptar el radio de curvatura de las ranuras de alojamiento 8, 9 al diámetro de los hilos 10, 11. Pueden contemplarse ranuras análogas para los hilos de cadena.

Como variante, las ranuras 8, 9 pueden estar revestidas por una capa eléctricamente conductora, respectivamente 12, 13. Esta disposición permite usar hilos 10, 11 de trama o de cadena que son eléctricamente conductores y asegurar un contacto eléctrico con estos hilos 10, 11. Los hilos pueden usarse entonces para la alimentación eléctrica del componente microelectrónico 3 y, en su caso, para la transferencia de datos con una multiplexación 50 alimentación/datos. Los hilos pueden constituir también elementos radiantes de antena (emisión o recepción) . Las capas eléctricamente conductoras 12, 13 pueden estar unidas eléctricamente, de forma clásica, al componente microelectrónico 3 por medio de una vía pasante 14 en perpendicular a las caras principales 4, 5 o de una pista conductora 15 depositada en la cara del sustrato 2 provista del componente 3 para unir la capa 13 a un contacto del componente 3.

En una variante, las ranuras de alojamiento 8, 9 pueden tener una sección en forma de V o de V truncada. En este último caso, cada ranura 8, 9 contiene dos paredes convergentes unidas entre sí por un fondo plano.

En el ejemplo de realización, ilustrado en la figura 2, el chip microelectrónico 1 está constituido por dos chips

elementales 16a y 16b, de sección sustancialmente trapezoidal, que comprenden cada uno una base menor, 17a o 17b y una base mayor, 18a o 18b unidas por caras laterales planas inclinadas 19a o 19b. Para cada uno de los chips elementales 16a, 16b, las caras laterales planas inclinadas, 19a o 19b, forman un ángulo agudo con la base mayor, 18a o 18b correspondiente y son convergentes. Un componente microelectrónico 23a, 23b está situado en el nivel 5 de la base menor 17 (respectivamente 17a, 17b) de cada uno de los chips elementales 16a, 16b. Los chips elementales 16a, 16b forman... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Chip microelectrónico (1) que incluye un elemento filar eléctricamente conductor (10, 11) , dos caras principales paralelas delantera y trasera (4, 5) , caras laterales (6, 7) y un rebaje que forma un alojamiento para el 5 elemento filar eléctricamente conductor (10, 11) , siendo el rebaje una ranura colocada en una de las caras principales o laterales, teniendo la ranura un eje paralelo a las caras principales para una fijación por encastre del elemento filar eléctricamente conductor (10, 11) en dicha ranura, estando el chip el provisto de al menos un elemento de conexión eléctrica destinado a conectar un componente microelectrónico integrado en el chip con el elemento filar, estando el elemento de conexión eléctrica, en el caso de una ranura colocada en una cara lateral, al menos en parte constituido por una capa eléctricamente conductora que reviste al menos en parte dicha ranura; chip caracterizado porque el encastre del elemento filar eléctricamente conductor (10, 11) en dicha ranura sigue el eje longitudinal de esta última, constituyendo dicho elemento filar eléctricamente conductor (10, 11) un soporte mecánico flexible para dicho chip.

2. Chip según la reivindicación 1, caracterizado porque una capa eléctricamente conductora (12, 13, 24, 25) reviste al menos en parte el rebaje (8, 9, 20, 21) .

3. Chip según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque dicha ranura está situada en al menos una cara lateral (6, 7) . 20

4. Chip según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque dicha ranura está situada en al menos una cara principal (4, 5) .

5. Chip según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dicha ranura (8, 9) 25 contiene una sección cóncava, cuadrada o circular.

6. Chip según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dicha ranura (20, 21) contiene una sección en forma de V o de V truncada.

7. Chip según la reivindicación 3, caracterizado porque contiene un primer y un segundo chip elementales (16a, 16b) que comprenden cada uno una base menor (17a, 17b) y una base mayor (18a, 18b) paralelas unidas por al menos una cara lateral plana inclinada (19a, 19b) que forma un ángulo agudo con la base mayor (18a, 18b) , formando los chips elementales primero y segundo (16a, 16b) cuerpo solidario por sus bases menores (17a, 17b) de forma que sus caras laterales planas inclinadas (19a, 19b) constituyen dicha ranura (20, 21)

en forma de V o de V truncada.

8. Chip según la reivindicación 7 caracterizado porque la base menor (17a, 17b) de los chips elementales primero y segundo (16a, 16b) contiene una ranura adicional (34a, 34b) paralela a la ranura en forma de V (20, 21) , estando las ranuras adicionales (34a, 34b) de los chips elementales primero y segundo (16a, 16b)

superpuestas para constituir un alojamiento adicional para un elemento filar (35) .

9. Chip según la reivindicación 4, caracterizado porque el componente microelectrónico está integrado en la cara principal delantera, y porque estando dicha ranura situada en la cara principal trasera, dicho al menos un elemento de conexión eléctrica es un contacto eléctrico que atraviesa el chip desde la cara delantera hasta dicho 45 rebaje.

10. Procedimiento de fabricación de un chip microelectrónico (1) según la reivindicación 3, caracterizado porque comprende:

-la fabricación simultánea, en una misma oblea (27, 33) , de una pluralidad de chips elementales (16a, 16b) , separados por ranuras en forma de V (28) que comprenden cada una dos paredes convergentes (29a, 29b) , -la deposición de un material eléctricamente conductor que forma, en cada chip elemental (16a, 16b) , al menos un contacto (31, 32) dispuesto entre un componente microelectrónico (23a, 23b) integrado en dicho chip elemental 55 (16a, 16b) y una pared (29a, 29b) de una ranura (28) adyacente, -el ensamblaje de dos obleas (27, 33) por sus caras que incluyen las ranuras (28) , de forma que las ranuras (28) se superponen,

- el corte de las obleas (27, 33) ensambladas en el nivel de las ranuras (28) .

11. Microestructura que incluye al menos chips primero y segundo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el elemento filar del primer chip y el elemento filar del segundo chip

forman un elemento filar único, asegurando el elemento filar único simultáneamente la conexión eléctrica y una conexión mecánica flexible entre los dos chips.

12. Microestructura según la reivindicación 11, caracterizada porque el elemento filar único está encolado en los rebajes. 10

13. Microestructura según la reivindicación 11, caracterizada porque el elemento filar único está soldado en los rebajes.


 

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