Capteurs intégrés pour la fiabilisation des technologies d'encapsulation en microélectronique

par Aurore Quelennec

Thèse de doctorat en Electronique

Sous la direction de Hélène Fremont et de Dominique Drouin.

Le président du jury était Jean-Pierre Landesman.

Le jury était composé de Hélène Fremont, Jean-Pierre Landesman, Maxime Darnon, Yvan Bonnassieux, Eric Duchesne.

Les rapporteurs étaient Maxime Darnon, Yvan Bonnassieux.


  • Résumé

    L’entreprise IBM a lancé en 2014 un projet de recherche pour introduire de l’intelligence, c’est-à-dire des capteurs, dans des modules micro-électroniques. Le projet vise l’amélioration, à partir des données des capteurs, des procédés d’assemblage de puce qui serviront dans des serveurs pour du calcul haute performance ou les télécommunications.Mon projet consiste à concevoir, caractériser, puis intégrer 109 micro-capteurs, de dimensions 1 x 100 x 100 µm3, de température, humidité et contrainte sur une puce électronique de 2 x 2 cm2. L’objectif est d’obtenir en temps réel la répartition de l’humidité, la température et la contrainte dans l’assemblage, en environnement sévère.Les capteurs à base de nanotubes de carbone réalisés sont très sensibles à l’humidité et la température, avec par exemple une variation de 50% de la grandeur de sortie du capteur pour une variation de -40 à 140 °C. J’ai proposé une méthode novatrice à partir des propriétés de l’impédance du capteur permettant la séparation de la réponse à la température de celle à l’humidité.

  • Titre traduit

    Embedded sensors for microelectronics packaged module reliability


  • Résumé

    IBM is combining forces with the Université de Sherbrooke to introduce intelligency, which are sensors, in microelectronics module. The project is to make the assembly process of a chip more robust thanks to the sensor data. These microelectronics module are used in high-performance computing servers or telecommunications. The objectives are to design, characterize and embed 109 micro-sensors, having dimensions below 1 x 100 x 100 µm3. These micro-sensors will be on chip and measure temperature, moisture and strain. Thus these micro-sensors will give the spatial distribution of temperature, moisture and strain into the microelectronics module in severe environments. The carbon nanotube-based sensor realized are very sensitive to moisture and temperature, as example the output quantity value of the sensors is reduced by 50 per cent with a temperature excursions from -40 to 140 ℃. I developed a novel method to separate the temperature response from the moisture one, using the impedance properties of the sensor.


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