Carbon nanotubes based nanopackaging dedicated to innovative high frequency interconnections

par Christophe Brun

Thèse de doctorat en Electronique des Hautes Fréquences et Nanotechnologies

Sous la direction de Dominique Baillargeat et de Stéphane Bila.

Soutenue en 2013

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .

  • Titre traduit

    Nanopackaging à base de nanotubes de carbone pour des interconnections innovantes aux hautes fréquences


  • Résumé

    A échelle nanométrique, les applications électroniques vont devoir faire face à des difficultés imposées par les lois physiques, les propriétés des matériaux, les caractéristiques des circuits et systèmes, l’assemblage et le conditionnement. Dans ce contexte, le packaging jouera un rôle majeur en fournissant les performances et l’efficacité nécessaires combinés aux composant nanométriques reliés à la carte mère. Les techniques d’assemblage se concentrent sur l’intégration au niveau système et de nouvelles technologies sont proposées (système 3D, packaging de substrats, intégration electro/optique). Les matériaux conventionnels utilisés pour le packaging seront ainsi inadaptés en terme de performances thermiques, mécaniques et électriques. Une des solutions actuellement à l’étude concerne l’utilisation de matériaux innovants tels que les nanotubes de carbone (NTCs), les nano-fils, les nanoparticules ou le graphène (monocouche de graphite). Dans ce manuscrit, les NTCs (feuille de graphène enroulée) vont être étudiés et vont révéler des propriétés physiques, électriques et thermiques uniques, ce qui leur apportent un certain intérêt pour le champ d’applications de l’électronique nanométrique. Ce nouveau champ de recherche concerne l’utilisation de nanomatériaux appliqués au packaging des composants électroniques et photoniques. Les applications sont diverses et variées entre les interconnections, la gestion thermique ou même mécanique. Dans ce manuscrit, nous nous concentrerons sur deux applications : les interconnections à base de nanotube de carbone utilisant la technologie flip-chip et les interconnections sans fils à base de monopoles composés de nanotubes de carbone.


  • Résumé

    Nanoelectronics applications will face limits imposed by physics laws, material properties, circuits and systems characteristics, assembly and packaging conditions. In this context, packaging will play a major role by providing an effective capability of complementing the nanometric device features to the circuit boards. Interconnecting the nanometric devices will be a major problem, especially on the global level. Assembly approaches are moving toward the system-level integration paradigm and new packaging technologies are proposed (3D system integration, wafer-level packaging, electro/optical integration). The conventional materials used in the classical packaging are expected to be inadequate in terms of thermal, mechanical and electrical performances. A possibility under investigation is the use of new materials in nanopackaging such as carbon nanotubes (CNTs), nanowires, nanoparticules and graphene (monoatomic layer of graphite). In this manuscript, CNTs (rolled-up sheets of graphene) are studied and revealed unique physical, electrical and thermal properties, which make them extremely attractive for many applications in the area of nanoelectronics. This new field of research concerns the use of nanomaterials applied to the packaging of electronics or photonic components. That can be for interconnect, thermal, mechanical, etc managements. In this manuscript, we will mainly focused on two main applications: interconnections based on CNTs for flip-chip technology and wireless interconnections using CNT monopole.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (258 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 231-243

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  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Sciences et Techniques). Service Commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
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