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RÉSUMÉ
La conception de nouveaux modes d’intégration et l’emploi de méthodes collectives pour réaliser des composants électroniques ont eu un impact majeur sur l’évolution des procédés d’encapsulation et d’interconnexion associés. Cet article passe en revue les principaux modes d’intégration, leurs enjeux et les différentes solutions technologiques s’y rapportant. Quelques problématiques en découlant sont également abordées.
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Gilles POUPON : Expert International - CEA-LETI, Minatec, Grenoble, France
INTRODUCTION
La pénétration de l’électronique dans pratiquement tous les segments de la société (communications, transport, éducation, agriculture, divertissement, soins de santé, contrôles environnementaux, recherche et défense) contribue à l’accélération des procédés technologiques pour réaliser les composants et, par conséquence, leur intégration. Répondre à la diversité de la demande, pour un coût moindre et avec une meilleure performance est impossible sans changements majeurs dans l’architecture, les matériaux et les procédés d’encapsulation (« packaging ») des composants et modules électroniques. Ces nouvelles technologies de packaging s’appellent « system-in-package », « wafer level packaging », « intégration 3D », « through silicon vias » et « interposeurs ». Les besoins en composants étant en perpétuelle croissance, il faut faire face à deux évolutions majeures qui concernent d’une part la diminution de la taille des composants électroniques (le « more Moore ») et d’autre part, l’augmentation de la fonctionnalité (le « more than Moore »). Pour cela, l’innovation passe par le développement de nouvelles technologies, l’émergence de nouveaux niveaux d’intégration, l’extension des technologies existantes vers de nouvelles applications et, bien entendu par l’évolution des composants électroniques.
Un glossaire et un tableau de sigles sont présentés en fin d’article, le lecteur est invité à s’y référer tout au long de sa lecture.
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Tableau de sigles
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7. Glossaire
ball :
Bille.
bump :
Bossages qui permettent la reprise de contact au moyen d’une bille.
bonding :
Collage.
chip :
Puce.
copper pillar :
Interconnexion de cuivre souvent surmontée de matériau fusible pour assurer le brasage.
dicing :
Sciage, découpe de puces.
Embedded :
Enchâssé, enfoui.
Packaging :
Encapsulation.
flip chip :
Puce retournée.
FR4 :
Matériau utilisé pour la fabrication des CI.
I/O :
Plots d’entrées et sorties électriques des puces.
interposeur :
Puce intermédiaire pouvant accueillir sur chaque face des puces et pourvue de vias traversants.
LCP :
Matériau alternatif aux films en polyimide pour les substrats souples.
LTCC :
Substrat multicouche verre céramique.
module électronique :
Plusieurs composants électroniques interconnectés et assemblés.
pitch :
Pas d’interconnexion.
PoP :
Deux modules connectés par des TPV.
reflow :
Refusion, séquence technique qui consiste à fondre les billes fusibles au moment de l’assemblage des puces.
solder bump :
Bossage réalisé à l’aide d’un matériau fusible.
stacking :
Empilement de puces.
stud bump :
Bille d’or assurant l’interconnexion entre 2 plots.
tape :
Film.
thinning :
Procédé permettant d’amincir des substrats.
via :
Connexion électrique (souvent en cuivre) traversant dans les puces (intra-connexions).
TGV :
Via traversant dans un substrat en verre.
TPV :
Via traversant dans un substrat en polymère.
TSV :
Via traversant dans un substrat en silicium.
UBM :
Sous couche d’accrochage des billes fusibles.
wafer :
Substrat, plaquette, tranche.
wafer level packaging :
Procédé d’encapsulation à l’échelle d’un substrat.
wire bonding :...
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - POUPON (G.) - Packaging avancé sur silicium – - Traité EGEM – Lavoisier (2008) – ISBN 978-2-7462-1950-2.
-
(2) - POUPON (G.) - Traitement des puces électroniques et nouveaux procédés d’interconnexion – - Traité EGEM – Lavoisier (2011) – ISBN 978-2-7462-2085-0. Chapitres 6, 7 et 8 rédigé par F Dosseul – Chapitre 9 rédigé par Aurélie Thuaire.
-
(3) - TUMMALA (R.) - Fundamentals of Microsystems packaging - McGraww-Hill (2001) – ISBN 0-07-137169-9
-
(4) - GARROU (P.), BOWER (C.), and RAMM (P.) - Handbook of 3D Integration – Volume 1 et 2 - Wiley-VCH (2008) – ISBN 978-3-527-32034-9.
-
(5) - DELEONIBUS (S.) - Intelligent integrated systems – Volume 1 – - Pan Stanford Series on Intelligent Nanosystems – Pan Stanford publishing (2014) – ISBN 978-981-4411-42-4.
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Circuits hybrides
-
Assemblage des circuits intégrés
-
Traitements de surface liés aux connexions en microélectronique...
ANNEXES
IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, https://www.cpmt.org
Chip Scale Review – Haley Publishing – https://www.chipscalereview.com
Électronique Mag – Pistes et pastilles – Éditions Alain Milard
HAUT DE PAGE
Conférence ECTC (Electronic Components and Technology Conference) organisé par IEEE CPMT – http://www.ectc.net
Conférence IMAPS International Symposium on Microlectronics http://www.imaps.org
Forum MINAPAD – http://france.imapseurope.org/
HAUT DE PAGE
IPC : Association Connecting Electronics Industries- http://www.ipc.org/...
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