Mise au point d'une solution d'encapsulation sur tranche pour les micro-commutateurs MEMS RF

par Fabien Barrière

Thèse de doctorat en Électronique des hautes fréquences et optoélectronique

Sous la direction de Annie Bessaudou, Françoise Cosset, Aurelian Crunteanu-Stànescu et de Pierre Blondy.

Soutenue en 2010

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

mots clés

• Mems rf
• Encapsulation (électronique)
• Systèmes microélectromécaniques
• Radiofréquences
• Conditionnement

Résumé

L'avènement des MEMS dans le domaine des hyperfréquences, longtemps annoncé comme une rupture complète en termes de conception et d'intégration d'architecture radio dans les terminaux nouvelle génération, n'a pas encore été proclamé, et les espoirs initialement fondés sur leurs multiples atouts indéniables, ne sont pas encore complètement satisfaits. Si leur potentiel en termes d'accordabilité, de fonctionnalités pressenties, ou de consommation reste avéré, les difficultés inhérentes à leur fiabilité sont encore posées et constituent un frein à leur commercialisation. La fiabilité reste synonyme d'une encapsulation maîtrisée, et la difficulté majeure dans la réalisation d'un packaging repose sur la grande diversité des besoins (nécessité de rester quelque part en contact avec un environnement extérieur potentiellement agressif, besoin d'assurer un packaging directement sur le wafer au niveau dit « 0 », protection lors des opérations technologiques « contaminantes »). Beaucoup d'ingrédients et d'attentes freinent par conséquent la mise sur le marché de MEMS fiables. Le travail de recherche de cette thèse s'inscrit dans ce contexte et vise à investiguer des solutions d'encapsulation réellement imaginées vis-à-vis de ces besoins et contraintes multiples.

Titre traduit

Development of a wafer level packaging solution for RF MEMS micro-switches

Résumé

Advances of RF MEMS devices in the microwave range and their applications and integration in radio architecture in next generation terminals have not yet been proclaimed. Even if their potential in terms of tunability, low power consumption, low loss and high linearity is found, reliability of this device is still an impediment to their commercialization. So, the development of packaging technologies is one of the most critical issues that should be solved. As RF MEMS contain fragile movable parts or need to operate in a vacuum atmosphere, standard packaging technologies developed for integrated circuits cannot be directly used for RF MEMS devices. For reliability -demanding applications, the MEMS package should be fabricated at low process temperature, at low cost and may need to be hermetically sealed for avoiding stiction of the mobile parts of the packaged devices due to environmental factors. The research of this thesis is in this context and aims to investigate packaging solutions with all this multiple constraints.