Contribution à des règles de dessin pour la fabrication de circuits intégrés passifs PICS

= Contribution to design for manufacturing rules of PICS circuits

• Auteur / Autrice : Matthieu Nongaillard
• Direction : Bruno Allard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire AMPERE (Ecully, Rhône)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fiabilité

Composants électroniques

Semiconducteurs

Résumé

Depuis l'avènement des premiers circuits intégrés, l'industrie du semiconducteur s'efforce constamment de miniaturiser la taille des composants électroniques. Les sociétés NXP et IPDiA conçoivent depuis plusieurs années des systèmes "sb-SiP" (silicon-based System in Package) qui permettent d'assembler dans un même boîtier des puces actives sur une puce passive. Ce concept repose principalement sur la technologie PICS (Passive Integration Connective Substrate) qui est dédiée à l'intégration de composants passifs et plus particulièrement des capacités de fortes valeurs. La problématique de la fiabilité des circuits passifs PICS peut être étudié par une approche orienté "procédé de fabrication" ou alors d'un point de vue "dessin du circuit". Cette étude cible la robustesse thermomécanique des puces passives, à des tests normalisés, en étudiant le dessin des circuits tenant compte de leur réalisation. Nous avons d'abord déterminé et mis en place les outils nécessaires aux évaluations de la robustesse. Dans un second temps, des expériences ont été menées sur différentes méthodes d'absorption des contraintes thermomécaniques et d'augmentation de la robustesse des composants passifs sensibles. L'objectif de l'étude est de déterminer des règles de dessin additionnelles, qui améliorent globalement la fiabilité thermomécanique des circuits PICS.

Since the first integrated circuits, the semiconductor industry has innoved in the field of miniaturization at device level. NXP and IPDiA companies design sb-SiP (silicon-based System in Package) which allows to package together active dice on a passive one. This concept is based on PICS technology (Passive Integration Connective Substrate) which is dedicated to the integration of passive devices, especially high capacitance values. Reliability issue of PICS passive devices could be studied against the robustnes of the process or the beneficial impact of a dedicated design approach. This study focuses on the thermo-mechanical robustness of passive dice with a dedicated design approach. First, we have determined tools for investigation of robustness. Then, experiments were conducted on several stress relief methods and also on a robustness improvement of passive devices. The aim of this study is to determine dedicated design rules, which improve the global thermo-mechanical reliability of PICS circuits.