Cours – Techniques de packaging – Alexandre Val

Ce cours va introduire le packaging en microélectronique en débutant par une vision globale de l’éco-système industriel du wafer à la réalisation du boîtier et de son assemblage. L’accent sera mis sur les matériaux et leur transformation. Dans une second partie, un rafraîchissement sur la fabrication des composants plastiques, l’utilisation de boîtier métalliques et céramiques permettra de définir les techniques d’interconnexions et de protection des composants actifs voire passif dans le cadre de systèmes intégrés (SiP). L’assemblage des composants sur carte est un sujet essentiel pour comprendre les contraintes induites sur le boîtier. Une piqûre de rappel sera réalisé sur le rôle de l’humidité dans la fiabilité des composants dits « plastiques ». Enfin, quelques bases seront développées dans la qualification de composants ou produits.

Cours – Packaging de composants de puissance – Cyril Buttay

Ce cours se focalise sur les composants actifs de puissance (diodes, transistors). L’objectif est de permettre aux participants de comprendre l’impact du packaging sur les performances d’un composant.Nous commencerons par présenter les différents types de packagings de puissance (composants discrets, modules). Nous verrons ensuite les phénomènes physiques en jeu (transport de la chaleur, mécanique, comportement électrique), qui serviront à éclairer les choix de conception en matière de packaging : choix de matériaux, de procédés pour les différents éléments du boîtier. Une seconde partie de la présentation se focalise sur la gestion thermique des composants, et la troisième et dernière porte sur les activités de recherche et développement en matière de packaging de puissance.

Cours – Technologies de packaging – Flavie Braud, Samuel Charlot

 Titre : Technologie de micro-usinage laser et applications pour le packaging (F Braud)

Ce cours explore l’utilisation d’équipements de micro-usinage laser comme outil de précision pour répondre aux défis de miniaturisation et de performance de la filière microélectronique. Nous débuterons par un panorama des sources laser employées en packaging, avant de dresser une analyse comparative approfondie entre les régimes d'impulsions nanoseconde (ablation thermique) et femtoseconde (ablation athermique).

L'objectif est de comprendre comment la maîtrise des paramètres physiques tels que la durée d'impulsion, la fluence et la fréquence de répétition permet de dicter la qualité de l'usinage sur divers substrats (silicium, verre, polymères…). Enfin, la session sera illustrée par des cas d'études concrets : découpe, perçage, marquage haute résolution, structuration de surfaces et réalisation d’interposeurs en verre.

Cours – Moyens de packaging en France – Hugues Granier

Ce cours brossera une image de la communauté académique packaging en France, issue des travaux de l’action concertée Packaging du PEPR électronique. Cette image abordera les sujets des équipements, procédés, étapes, expertises, métiers, filières, formations.

Il présentera ensuite les actions qui seront mises en place dans les années à venir pour amplifier les actions de cette communauté ; et mettre en avant la problématique packaging pour quelle apparaisse comme un domaine scientifique à part entière.

Cours – Analyse sur Cycle de Vie (ACV) d’un composant électronique – Mathilde Billaud

Ce cours démontrera la nécessité de prendre en compte les impacts environnementaux dès la conception de produits électroniques. Nous introduirons dans un premier temps les grands principes de l’analyse de cycle de vie et la mise en application plus difficile pour les semi-conducteurs. Nous expliquerons les principaux impacts environnementaux de la fabrication des semi-conducteurs avec un accent sur la partie packaging. Nous examinerons plusieurs cas d’étude dont le Fan-Out Wafer level packaging.

Cours – Packaging avancé – Perceval Coudrain

Ce cours débute par un rappel de la structure d’un circuit intégré, du transistor MOS jusqu’au boîtier, ainsi que des principales étapes de fabrication. La dynamique de miniaturisation portée par la loi de Moore est décrite afin de situer les enjeux technologiques et économiques actuels.

L’accent est ensuite mis sur l’approche More than Moore, qui privilégie l’intégration de fonctions hétérogènes plutôt que la seule réduction des dimensions. À travers des exemples de systèmes électroniques contemporains, on montre comment la combinaison de briques logiques, mémoires, RF, capteurs ou puissance au sein d’un même ensemble constitue désormais un levier majeur d’innovation. Une place importante est ainsi accordée à l’intégration 3D, qui permet d’augmenter la densité et les performances grâce aux interconnexions verticales et à des procédés récents tels que le collage hybride. Enfin, le packaging avancé, en particulier à l’échelle du wafer, est présenté comme un élément essentiel de ces nouvelles architectures. Les System-in-Package (SiP) illustrent cette évolution vers des systèmes compacts et optimisés, tout en mettant en évidence les défis actuels en matière d’interconnexions, de gestion thermique, de fiabilité etc.

TP CIME – réalisation pratique d’étapes de packaging – Pierre-Olivier Jeannin

Travaux pratiques au Centre Inter-universitaire de Microélectronique et nanotechnologies (CIME), à Grenoble ( https://cime.grenoble-inp.fr/fr/atelier-decoupe-circuits-hybrides ).

TP1 – Conception d’un package – Valérie Volant,

Travail sur table avec des éléments de packaging échelle 4

TP2 – Caractérisation thermique de boîtiers – Cyril Buttay

Cette séance de TP vise à réaliser la caractérisation thermique (résistance thermique – R_Th – et impédance thermique – Z_Th –) d’un composant selon la norme JEDEC JESD 51-14. Présentation des méthodes de caractérisation basées sur l’exploitation d’un paramètre électrique thermo-sensible (TSEP) ; réalisation pratique d’une caractérisation à l’aide d’un analyseur thermique ; exploitation des résultats : génération de modèles RC compact Foster/Cauer, analyse de « fonctions de structure », identification de la résistance thermique « junction to case » par la méthode des deux interfaces thermiques (TDIM).

TP3 – Fiabilité du packaging – Mounira Bouarroudj

travail sur PC pour estimer la durée de vie d’un assemblage soumis à des conditions de cyclage thermique