Packaging
L’axe Packaging ambitionne de permettre aux technologies développées au sein du Laboratoire (via les axes Nano-électronique, Énergie et Photonique integrée) ou dans le cadre de collaborations partenariales spécifiques, d’aboutir à des dispositifs finalisés en intégrant les parties essentielles d’encapsulation, de report et placement, d’interconnexion et de fiabilisation des puces électroniques et/ou photoniques tout en prenant en compte les limites des conditions de fonctionnement et l’environnement opérationnel d’utilisation.
Contact: Gwenaëlle Hamon, Serge Ecoffey
Mots clés :
- Matériaux, Procédés et Structures : Flip-Chip ; Underfill ; Thermocompression ; Refusion ; Gravure plasma ; Rework ; Alliages métalliques ; GaN ; Céramiques
- Mécanismes physiques : Fragilisation ; Désoxydation ; Écoulement ; Vieillissement prématuré
- Composants, Dispositifs Systèmes : Circuits intégrés ; Condensateurs ; Intégration hétérogène ; Sockets ; Capteurs
- Applications : Calcul à hautes performances ; Puissance/contrôle d’énergie ; Quantique ; Antipollution
Au sein de cet axe, les chercheurs développent des projets de recherche se basant sur les procédés d’encapsulation et d’interconnexions des puces, la mise en forme et la caractérisation des performances de matériaux de rupture ainsi que la modélisation des effets thermiques et thermomécaniques et leur impact sur la fiabilité des dispositifs. Le savoir-faire des chercheurs se base sur une pluridisciplinarité intrinsèque et nécessaire, couvrant des aspects matériaux et leur caractérisation physico-chimique aux technologies d’intégration des dispositifs et systèmes sur puce en passant par les procédés de report (brasure, collage…) et d’interconnexion des puces (planaire, billage, flip-chip, 2.5/3D…) ainsi que l’analyse des mécanismes de vieillissement prématuré (robustesse, fiabilité).
Propriétés et fiabilité des matériaux « d’underfill » pour l’intégration 3D : Développement d'une approche bilatérale et consolidation des connaissances en matière de technologies d’underfill, dont l’objectif est le renforcement et la protection des interconnexions de type « Flip-Chip ».
Développement de techniques pour la reprise d’interconnexion de puces et leur réutilisation: Techniques de séparation des interconnexions pour faciliter le retrait de composants défectueux dans les packages complexes et à haute densité en exploitant les principes de fragilisation d’un métal solide par un métal liquide.
Caractérisation des performances d’interposeurs de type 'Socket' pour les applications quantiques fonctionnant à ultra-basses températures: Évaluation d’interposeurs de type « socket LGA » aux températures cryogéniques (1.5K et sub-mK). Éva;uation de la robustesse de différentes technologies de sockets agissant comme interface LGA entre une puce quantique (Qubit) et un PCB, notamment dans des gammes de températures ultra-basses.
Développement et caractérisation de films submicroniques à base de nanoparticules diélectriques pour la réalisation de condensateurs à forte densité de capacité: Synthése de nanomatériaux performants et durables pour le dépôt de couches à forte constante diélectrique sur des interposeurs passifs ou actifs pour l’intégration 3D et développement d'un procédé de fabrication à faible coût pour réaliser des condensateurs de découplage et compatible avec les procédés d’assemblage de puces.
Développement et intégration des traitements de plasma aux procédés d’assemblage flip chip pour désoxyder les terminaisons de brasures sans avoir besoin de flux: Étude de l’intégration des traitements de plasma aux procédés d’assemblage. Ces études ont démontré la capacité des plasmas réducteurs à base d’hydrogène à supprimer les oxydes métalliques et ainsi s’affranchir de l’utilisation d’un flux et de son nettoyage dans un contexte similaire à une ligne de production.
Développement d’un packaging haute température pour réseaux de capteurs de gaz antipollution à base de GaN pour application automobile: fabrication d'un packaging implémenté au pot d’échappement d’un véhicule automobile pouvant supporter des températures allant jusqu’à 1 000°C.