Technologie aérosol appliquée à l'intégration 3D et aux composants hyperfréquences

Aerosol technology applied to 3D integration and microwave components

• Auteur / Autrice : Anthony Delage
• Direction : Serge Verdeyme, Nicolas Delhote
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique des hautes fréquences, photonique et systèmes
• Date : Soutenance le 18/12/2019
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Ingénierie des Systèmes, Mathématiques, Informatique (Limoges ; 2018-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : XLIM
• Jury : Président / Présidente : Pierre Blondy
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Serge Verdeyme, Nicolas Delhote, Ludovic Carpentier, Barbara Bonnet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Éric Rius, Philippe Ferrari

Mots clés

Mots clés contrôlés

Filtres pour microondes

Dispositifs à micro-ondes

Dispositifs à ondes millimétriques

Impression 3D

Prototypage rapide

Mots clés libres

Fabrication additive

Aérosol jet printing

Hyperfréquence

Ligne coplanaire

Filtre volumique

Fréquences millimétriques et microondes

Additive manufacturing

Aerosol jet printing

Microwaves

Coplanar line

Volumic filter

Millimeter and microwave frequencies

Résumé

Ces travaux de thèse portent sur la mise au point de la technologie Aérosol Jet printing (AJP) pour réaliser des composants hyperfréquences dans la bande des fréquences millimétriques et pour répondre à des problématiques d’intégration 3D de composants. Le premier chapitre est consacré à une étude bibliographique pour comparer les différentes technologies additives existantes sur le marché afin de positionner l’AJP par rapport à l’état de l’art. Le second chapitre est consacré à la sélection et à la caractérisation de matériaux métalliques et diélectriques sous forme d’encres imprimables par AJP. Ces différents tests s’appuient sur la réalisation de composants hyperfréquences sur des substrats céramique plats. Le troisième chapitre est consacré à la métallisation sélective par AJP d’objets 3D céramique réalisés par stéréolithographie. Plus particulièrement, ces différents tests aideront à terme à pouvoir métalliser sélectivement des filtres volumiques en céramique fonctionnant aux fréquences millimétriques. Le quatrième chapitre concerne la conception, l’étude et la mise en oeuvre de nouveaux types de composants hybrides et autres interconnexions entièrement imprimables par AJP. L’approche de ce travail est originale par l’utilisation d’une technologie additive innovante de métallisation sélective et son applications sur les composants passifs hyperfréquences.

This thesis work is focused on the development of the Aerosol Jet printing (AJP) technology to produce microwave components in the millimeter frequency band and to address 3D component integration issues. The first chapter is devoted to a bibliographic study to compare the different additive technologies available on the market in order to position the AJP in relation to the state of the art. The second chapter is dedicated to the selection and characterization of metallic and dielectric materials that can be printed by AJP. These various tests lead to the production of microwave and millimeter waves components on flat ceramic substrates. The third chapter is devoted to the selective metallization by AJP of 3D ceramic objects produced by stereolithography. More specifically, the various tests will eventually allow ceramic volumetric filters operating at millimeter waves to be selectively metallized. The fourth chapter concerns the design, study and implementation of new types of hybrid components and interconnects that can be fully printed by AJP. This work is original through the use of an innovative additive selective metallization technology applied to microwave and millimeter wave passive components.