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Développement d un nouveau procédé de renfort de la tenue des fils de "bonding" en haute température
Les nouveaux besoins électroniques génèrent toujours plus de puissance à dissiper pour les composants. Cette montée en puissance s accompagne inévitablement d une élévation de température (puissance dissipée, profil de mission) qui est source d une dégradation prématurée des systèmes. Les connexions...
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| Auteurs principaux : | , , , , , |
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| Collectivités auteurs : | , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français |
| Titre complet : | Développement d un nouveau procédé de renfort de la tenue des fils de "bonding" en haute température / David Gilet; sous la direction de Ahmed Rhallabi |
| Publié : |
2015 |
| Description matérielle : | 1 vol. (190 p.) |
| Condition d'utilisation et de reproduction : | Publication autorisée par le jury |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Electronique, sciences des matériaux : Nantes : 2015 |
| Sujets : | |
| Particularités de l'exemplaire : | BU Sciences, Ex. 1 : Titre temporairement indisponible à la communication |
| Résumé : | Les nouveaux besoins électroniques génèrent toujours plus de puissance à dissiper pour les composants. Cette montée en puissance s accompagne inévitablement d une élévation de température (puissance dissipée, profil de mission) qui est source d une dégradation prématurée des systèmes. Les connexions de puces par fils de bonding , notamment, restent le premier facteur limitant le bon fonctionnement de ces systèmes. Fiabiliser, en haute température, cette technologie de bonding sans faire appel à des solutions couteuses et complexes est l objectif de ces travaux de recherche. Plusieurs solutions à base de polymères fluorés de type Parylène AF4 ou VT4, utilisés seuls ou avec apport de nanotubes de carbone (CNT), sont proposés pour répondre à des objectifs de tenue mécanique des fils de connexion à haute température constante (5 ans à 230°C) et/ou en cyclages thermiques de type aéronautique (1000 cycles de -40°C/+200°C). Le Parylène AF4, notamment, a permis de remplir l intégralité des objectifs fixés, avec une amélioration de la tenue des bonding de 378% à température constante et de 665% en cyclage. Son association avec des nanotubes de carbone a même permis d augmenter cette tenue mécanique de 730% à température constante. Le Parylène VT4, quant à lui, permet de fiabiliser de 400 % dans le seul cas de cyclages thermiques. Des analyses physico-chimiques par diffraction rayon X (DRX), par spectroscopies infrarouge, Raman ou photoélectronique (XPS) ont permis de suivre l évolution de ces structures et ainsi d en déterminer les mécanismes de dégradation. Ce suivi permet ainsi de proposer des pistes d amélioration des performances de ces solutions de renfort des bonding (alignement des CNT ou mise en atmosphère inerte). La preuve de concept d alignement des NiFe-CNT, utilisés dans l étude, a notamment été réalisée. New needs in electronics always generate more power to be dissipated for components. This power rising is inevitably accompanied by a high temperature profile, which is a source of premature degradation of the systems. Connections on chips by wire bonding, in particular, is the main factor limiting functionality of these systems. Reliability in a high temperature bonding technology without resorting to costly and complexes solutions is the objective of this research. Several solutions based on fluorinated polymers, as Parylene AF4 or VT4, used alone or with the addition of carbon nanotubes (CNT), are proposed to reach the objectives of wire bonding reliability in a high temperature (5 years at 230°C) and/or aircraft-style thermal cycling (1000 cycles of -40°C/+200°C). Of particular interest, Parylene AF4 has filled all of the targets, with an improved bonding reliability of 378% at high constant temperature and 665% in cycling. Its association with CNT even allowed increasing up to 730 % improvement at constant temperature. Parylene VT4, meanwhile, allows a 400% higher reliability only in the case of thermal cycling. Physico-chemical analysis by X-Ray diffraction (DRX), infrared, Raman and photoelectron (XPS) spectroscopies were used to follow the evolution of these structures and thus determine the degradation mechanisms involved. This monitoring allows proposing ways to improve the performance of these solutions in the wire bonding reinforcement (alignment of CNT or inerting). A proof of concept for the NiFe-CNT alignment, used in this study, has particularly been carried out. |
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| Variantes de titre : | Development of a new process to renforce the mechanical behavior of the wire bonding in high temperature |
| Notes : | Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL)(Le Mans) Autre(s) contribution(s) :Abdelilah Slaoui (Président du jury) ; Antoine Goullet, Frédéric Christien (Membre du jury) ; Jean-Pierre Landesman, Dominique Tournier (Rapporteurs) |
| Bibliographie : | Bibliogr. p.169-190 |