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RÉSUMÉ
Les microsystèmes sont des dispositifs multifonctionnels miniaturisés intelligents, qui associent des éléments mécaniques, optiques, électromagnétiques, thermiques et fluidiques à de l’électronique. Leur capacité à assurer des fonctions de capteurs pouvant identifier des paramètres physiques de leur environnement (pression, accélération ...) leur assure un très bel avenir. L’article traite des microsystèmes, de sa conception à sa fabrication et assemblage, jusqu’à ses principales applications.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Sylvain PAINEAU : Directeur Marketing et Technologies
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Philippe ANDREUCCI : Ingénieur Marketing Produit
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Catherine SCHAFFNIT : Ingénieur Marketing Technique
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Stéphane MAGATON
INTRODUCTION
Les microsystèmes, nés vers la fin des années 1980 et commercialisés à partir des années 1990, connaissent actuellement un essor important. Les technologies des microsystèmes ont en effet été identifiées comme étant les plus prometteuses pour le vingt-et-unième siècle, et comme pouvant révolutionner à la fois le monde industriel et celui du consommateur en combinant la microélectronique et la technologie de microfabrication.
L’article qui suit commence par la conception d’un microsystème, décrit sa fabrication et présente les principales applications des microsystèmes : microsystèmes radiofréquence, microsystèmes optiques et capteurs par exemple. Il complète les articles suivants des Techniques de l’Ingénieur : « Microsystèmes » réf. [37], « Capteurs à semiconducteurs » [E 2 310] réf. [43], « Capteurs microélectroniques » [E 2 315] réf. [44].
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4. Packaging et assemblage
La mise en place de techniques de mise en boîtier (packaging) de microsystèmes standardisées est un des pré-requis pour la production de gros volumes de modules, car elle amortit le coût final du produit. C’est la raison pour laquelle les industriels ont essayé de récupérer les compétences et les techniques de packaging des circuits intégrés, et de les réutiliser dans le cas des microsystèmes. Pour être viable, le packaging ne doit pas représenter plus du tiers du prix total du microsystème.
Cependant, le large éventail d’application des microsystèmes rend nécessaire l’adaptation du packaging à la fonctionnalité. Par exemple, les microsystèmes doivent dans certaines configurations interagir avec l’extérieur (comme par exemple dans le cas des capteurs de pression) tandis que dans d’autres circonstances, ils doivent être complètement isolés (comme dans le cas des microsystèmes encapsulés hermétiquement tels que les accéléromètres ou les microgyroscopes, par exemple).
En outre, les microsystèmes sont souvent en trois dimensions et présentent des parties mobiles, ce qui nécessite l’utilisation de cavités qui libèrent de l’espace au-dessus de la partie active du microsystème.
4.1 Définition et fonctions du packaging
Le packaging est la science d’établir des interconnexions et un environnement opérationnel convenable pour les circuits électroniques ou les systèmes. C’est donc l’interface entre le cœur du système proprement dit et l’environnement. Le packaging est souvent un domaine méconnu et pourtant l’un des plus importants et des plus stratégiques dans l’industrie des technologies de l’information.
Le packaging d’une puce ou d’un microsystème est constitué des éléments suivants :
-
puce (ou microsystème) ;
-
substrat ;
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interconnexions (connexions puce-substrat) ;
-
matériau encapsulateur (résine époxy appelée glob top, film mince...) protecteur ;
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capot de protection.
Cet ensemble est appelé boîtier packaging. Ce dernier est ensuite reporté sur un circuit imprimé (ou PCB Printed Circuit Board) via des connexions boîtier – circuit imprimé.
On distingue globalement quatre étapes dans la conception d’un packaging :
-
connexions...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - http://www.memsnet.org/links/software.html
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(3) - RAI-CHOUDURY (P.) - Handbook of Microlithography, Micromachining and Microfabrication. - 776 p. 1997 SPIE — The International Society for Optical Engineering.
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(5) - COLE (D.), McNAMARA (C.), SOMASUNDRAM (K.), BOYLA (A.), DEVINE (C.), McKEEVER (J.), McCANN (P.), NEVIN (A.) - Fusion-Bonded Multilayered SOI for MEMS applications. - SPIE Optoelectronics, Photonics and Imaging (Opto Ireland), Galway, Sept. 5-6, 2002.
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(6) - ZHANG (X.), ALURU (N.R.), LIN (L.), FORSTER (F.K.) - Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) 1998 : Micro-Manufacturing Processes in MEMS and other advanced systems - . (Dsc (series) vol. 66)...
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