Au sein de la plateforme nanoRennes, nous mettons en œuvre depuis plusieurs années des procédés packaging pour l’assemblage de composants (CMS) ou de puces nues (Si, GaN, GaAS, InP…).
Au delà des étapes de mise en forme des puces (amincissement et découpe), les opérations de packaging sont essentielles pour établir les interconnexions électriques (voire optiques) afin d’interfacer la puce et la rendre fonctionnelle avec le « monde macroscopique ». Ces opérations s’avère également cruciales pour la protection mécanique et la dissipation thermique de la puce en elle-même pour la rendre fiable lors des phases de test.
Finalement, ces étapes d’assemblage permettent d’aboutir à un premier niveau de prototypage afin de faciliter les interactions expérimentales dans les projets de recherche et de répondre aux principales « exigences systèmes ».
Les moyens de packaging mis à dispositions au sein de nanoRennes sont modestes mais permettent d’assurer facilement et rapidement la manipulation des puces sur les étapes de positionnement/collage, microcablage et encapsulation (glob top…). Ci-dessous sont présentés l’ensemble de des équipements mobilisables dans le cadre de projets de recherche ou de prestations à formuler auprès de la plateforme.
Die attach / Wire bonding / Encapsulation
Liste des équipements et de leurs caractéristiques essentielles
- JFP Microtechnic MPS – process de « pick and place » , et de « die attach » – Force faible, T° ambiante, stamping colle époxy.
- JFP Microtechnic WB 200 – process « Ball/wedge bonding » et « bump » – Loop control.
- KnS 4123 – process de « Wedge bonding » –
- Banc de brasure AuSn – process « eutectic bonding » : P°max = 2 bars, T°max = 350°C, sous flux N2.
- FISNAR SL101N – process « Globe top » – compatible colle UV
Les moyens d’assemblage de composants de la plateforme sont complétés également par des équipements permettant la mise en forme des échantillons et la préparation de leurs surfaces: outils de CMP (chemical mechanical polishing), report de couches minces (collage), amincissement et clivage. Ci-dessous la liste de ces équipements localisés dans différentes salle grises.
CMP / amincissement / collage / découpe par clivage
- 1 machine CMP Alpsitec E400 E – process CMP sur échantillon allant du cm² jusqu’à 4 pouces de diamètre / semiconducteurs III-V , Si , Ge , SiO2 , SiNx , métaux… / interface évoluée avec écran tactile permettant jusqu’à 10 steps de polissage dans un même process / conditionnement du pad in-situ et ex-situ, vide et pression face arrière sur wafer / échange rapide des plateaux de polissage et des portoirs de wafers – Institut FOTON.
- 2 polisseusses mécaniques Buehler – Amincissement de tout type de substrat (Si, GaAs, InP, …) selon abrasif utilisé / process sur échantillon allant du cm²- à 2 pouces de diamètre / amincissement avec mesure ex-situ de l’épaisseur enlevé (résolution de 10 µm) – Institut FOTON.
- 1 cliveuse de puces Karl Süss – process permettant des amorces de clivage par pointe diamant / compatible avec échantillon de quelques mm² jusqu’à 2 pouces de diamètre maximum / précision sur le déplacement: 10 µm / force appliquée réglable – Institut FOTON.
- 1 wafer-bonder « home-made » – Enceinte de collage via une couche intermédiaire (BCB, ou autre polymère compatible) sous vide primaire avec application d’une pression (Pmax = 10 bars) / taille d’échantillon du cm² à 50 mm de diamètre / thermalisation des échantillons ~100°C – Institut FOTON
Exemples de réalisation
