On the way of harmonization of PhD in Europe in Electrical and Information Engineering: status and recommendations

International audienceIn the frame of the thematic networks devoted to the development of LifeLong Learning (LLL) in Europe, the ELLEIEC project, more especially focused on Electrical and Information Engineering, the situation of PhD students in Europe was analyzed. Thanks to a questionnaire submitted to all the members of this network, an overview on 23 European countries was obtained. This paper tries to highlight the several aspects of the status and proposes recommendations in order to make easier the mobility and exchange in Europe at PhD level. The final part of this work is devoted to recommendations to the European partners in order to improve the present situation and to create a real European space for doctoral studies

Analyse de défaillance de nouvelles technologies microélectroniques (nouvelles approches dans la méthodologie de préparation d'échantillon)

Dans le développement des technologies microélectroniques, l analyse de défaillance permet par l étude des mécanismes de défaillance potentiels de définir des solutions correctives. La mise en œuvre des techniques de localisation et d observation des défauts requiert une méthodologie, dont l étape clé est la préparation d échantillons. Celle-ci doit continuellement évoluer pour s adapter aux innovations technologiques qui introduisent de nouveaux matériaux, et augmentent la complexité des composants assemblés. Cette thèse s est intéressée à la méthodologie de préparation d échantillons pour l analyse de défaillance de deux familles de produits : les produits discrets et IPAD, et les micro-batteries. Pour les produits discrets et IPAD, une optimisation de la méthodologie existante a été réalisée en intégrant de nouvelles approches, développées pour résoudre des cas jusqu alors en échec. Pour les micro-batteries, les matériaux utilisés et leur architecture ont nécessité une remise en question complète de la méthodologie de préparation d échantillon.In the development of microelectronic technologies, the failure analysis makes it possible to define corrective actions thanks to the understanding of the failure mechanism. In order to define the most adequate localization and observation techniques to use, a failure analysis flow is required. The sample preparation is a key step of this flow. This flow must continuously evolve to take into account the technological innovations that introduce new materials, and increase the complexity of assembled components. This work concerned the sample preparation flow for the failure analysis of two product families : the discrete products and IPAD, and the micro-batteries. Concerning the discrete products and the IPAD, an optimization of the current flow was performed with the integration of new approaches developed to solve failed cases. For the micro-batteries, the used materials and their architecture required an entire reappraisal of the sample preparation flow.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Fiabilité des assemblages sans plomb en environnement sévère

Le mémoire porte sur l étude de la fiabilité des assemblages utilisant des alliages de brasure sans-plomb en environnement sévère pour des applications électroniques. Une méthode de préparation métallographique fiable et reproductible en vue de l analyse microstructurale est présentée. L'effet du vieillissement thermique statique sur l évolution microstructurale de billes de brasure en SAC, la tenue à la fatigue mécanique des assemblages brasés et l'étude de l'endommagement thermomécanique sont développés. Le seul effet notable constaté après vieillissement thermique est l'augmentation des épaisseurs des intermétalliques de contact. A la suite de sollicitations mécaniques, les ruptures sont plus souvent observées dans les pistes que dans les brasures, et ne permettent pas d'incriminer des éléments de la microstructure brasée comme facteurs déterminant de propagation des fissures. Les sollicitations thermomécaniques conduisent à une recristallisation, et les fissures se propagent alors le long des joints de grains recristallisés.The thesis focuses on the study of the reliability of assemblies using Pb-free alloys under' harsh environment for electronic applications. A method for preparing metallographic reliable and reproducible for the microstructural analysis is presented. The effect of thermal aging on the static microstructural evolution of solder balls in SAC, the resistance to mechanical fatigue of solder joints and the study of thermomechanical damage are developed. The only significant effect observed after thermal aging is the increase in thickness of the intermetallic contact. Following mechanical, ruptures are most often seen in the copper tracks of the assembly, and do not blame the solder microstructure elements as determinants of crack propagation. The thermomechanical stresses lead to recrystallization, and then cracks propagate along the grain boundaries of recrystallized.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Qualification accélérée des composants SiP

NXP Semiconductor à Caen ayant des compétences dans le développement destechnologies System in Package (SiP) et NXP Semiconductor à Eindhoven ayant unespécialité en qualification virtuelle, deux partenariats ont été mis en place pour réaliser uneétude sur la qualification accélérée des composants SiP. Une thèse orientée simulations a étéréalisée à l'université de Delft (Pays-Bas) par Xiaosong Ma et dirigée par Kaspar Jansen, enparallèle une thèse plus expérimentale a été réalisée avec l'université de Bordeaux 1 parCharles Regard, à Caen, et dirigée par Hélène Frémont. Ces deux thèses ont été effectuées enproche collaboration. Dans un premier temps, des véhicules de test ont été définisconjointement. Puis un ensemble de caractérisations des matériaux et de simulations a étémené à Delft, alors que des essais expérimentaux de qualification et des analyses dedéfaillance étaient menés à Caen. Tout au long de ces deux thèses, des échanges constants ontété entretenus afin de corréler les simulations par les expérimentations. Ce besoin industrield'étude sur la qualification des composants SiP vient de la très forte augmentation del'intégration des fonctions au sein des équipements mobiles. En effet la technologie SiPpermet de répondre dans des délais intéressants aux nécessités de miniaturisation imposéespar ces nouveaux développements.L'objectif de ce travail de thèse est donc de mettre en place des méthodes et destechniques pour optimiser la qualification des composants System in Package (SiP).NXP Semiconductor at Caen, which has System in Package (SiP) technologiesdevelopment competences and NXP Semiconductor at Eindhoven, which has virtualqualification specialization jointed to study fast reliability qualification of SiP products. Athesis focused on simulations started at TU Delft University (Netherlands) with Xiaosong Madirected by Kaspar Jansen and another thesis focused on experimentation started atBordeaux 1 University with Charles Regard directed by Hélène Frémont. These thesis werelead on close collaboration. In a first time, the tests vehicles were defined by both the PhDstudents. Then materials characterizations and simulations were performed at TU Delft, andexperimental qualification tests and physical analyses were performed in Caen. A long ofthese thesis, constant exchanges allowed to correlate simulations by experimentation. Thisindustrial need of SiP product qualification study is due to the strong increase of functionsintegration into mobile equipments. Thus the SiP technology allows to provide in relativeshort time miniaturized products imposed by the new developments.This thesis work's goal is to get methods and techniques to optimize System inPackage (SiP) reliability qualification.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Etude de fiabilité et définition de modèles théoriques de vieillissement en très haute température pour des systèmes électronique et microélectronique

Ce travail s'intègre dans les domaines de l'analyse et de la prédiction de la fiabilité des assemblages Multi-Chip Module. Il présente l'étude de fiabilité de microcâblages filaires (wire bonding) en très haute température à partir d'essais de vieillissement et d'analyses expérimentales. Les résultats permettent d'identifier les mécanismes de dégradation et d'évaluer les températures limites d'utilisation de ces interconnexions. Il développe une étude du comportement thermomécanique des joints collés à partir d'essais de caractérisation mécanique, d'essais de vieillissement accéléré et de simulations numériques par éléments finis. Ces méthodes permettent d'évaluer la criticité des assemblages dès la phase de conception.This work is performed in analysis and prediction areas of Multi-Chip Module package reliability. It presents a reliability study on wire bonding in high temperature environment from aging tests and experimental analyzes. Results permit to identify degradation mechanisms and evaluate temperature limits of these interconnections. It develops a study of the thermomechanical behavior of adhesive joints from mechanical characterization tests, accelerated aging tests and finite element simulations. These methods are used to assess the criticality of packages from the design phase.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

International dimension to increase Lifelong Learning possibilities in Europe

5 pagesInternational audienceThanks to the European policy, mobility of students has been encouraged via ERASMUS, allowing universities to recognise, within their programmes, semesters or complete academic years spent abroad. Within the frame of global European projects, such as the ERASMUS Thematic Networks [www.elleiec.eu], Tuning approach was proposed as a way to facilitate both exchange of students during their studies and mobility of workers during their professional life. The philosophy behind that is not to focus too much about the actual courses followed by a student (which is extremely tricky when a student is sent abroad) but more on what he gets as a whole concerning knowledge, skills and competences, taking also account of soft or generic skills like internationalization, multiculturalism, teamgroup work, foreign language... Another interesting aspect is the use of tools like RPL (Recognition of Prior Learning) which is very useful, when we want to give a worker the possibility to pass a diploma, based on the partial or total recognition of his professional knowledge, skill and competences. The present paper develops the work achieved within the ELLEIEC project, relative to International Modules (IM) and International Curricula Networks (ICN), concepts proposed in the project and experimented practically, to facilitate the mobility of students and of citizens/worker

Etude prédictive de fiabilité de nouveaux concepts d'assemblage pour des system-in-package hétérogènes

Ce projet de thèse se situe dans le cadre de l'étude de la fiabilité prédictive de nouveaux concepts d'assemblages microélectroniques de type system in package SiP. L'objectif est de développer une méthodologie de fiabilité prédictive adaptée aux nouveaux concepts d'assemblage qui permet d'optimiser et de prédire les performances dès la phase de conception. Elle est ensuite appliquée sur des projets concrets. Cette méthodologie de fiabilité prédictive fait intervenir des études expérimentales, des simulations thermomécaniques et des analyses statistiques pour traiter les données et évaluer la fiabilité et les risques de défaillance. L'utilisation d'outils de simulation des composants électroniques est bien adaptée pour aider à l'évaluation des zones les plus fragiles, la mise en place des règles de conception et la détermination des paramètres les plus influents avec une réduction du temps de mise en marché d'un produit fiable et une optimisation des performances. Les études réalisées sur le silicium avec deux tests : bille sur anneau et test trois points montrent que le rodage et l'épaisseur ont une influence sur la variation de la contrainte et la déflexion du silicium à la rupture. Avec le test trois points, le déclenchement des fissures est lié à la qualité de sciage et de rodage. Cependant avec le test bille sur anneau, seule la qualité de surface influence le déclenchement des fissures. Le test bille sur anneau est bien adapté pour évaluer la qualité de surface du silicium. Avec les techniques chimiques de réduction de contraintes, comme la gravure humide et plasma, la résistance à la rupture a été considérablement améliorée. Ces tests de rupture sur le silicium ont permis de caractériser la rupture du silicium sous une contrainte de flexion et de compléter les résultats de simulation. Ces travaux démontrent, le besoin et l'utilité du prototypage virtuel des composants électroniques et de l'utilisation d'une méthodologie prédictive dans l'évaluation de la fiabilité en l appliquant sur des composants réels.This thesis project is a study of the predictive reliability of new microelectronic package concepts such as "system in package" SiP. The objective is to develop a reliable predictive methodology adapted to the new assembly concepts to optimize and to predict the performance at the design phase. Then, the methodology is applied to concrete projects. This methodology of predictive reliability involves the use of experimental studies, thermomechanical simulations and statistical analysis to process the data and assess the reliability and risks of failure. The use of simulation tools for electronic components is well suited to assist in the evaluation of the most fragile areas, the setting up of design rules and the determination of the most influential parameters with a reduction in the setup time market for a reliable and optimized performance. Studies on silicon strength are conducted with two tests: ball on ring test and on three-point bend test show that the grinding and the thickness influence the variation of the stress and deflection of the silicon at break. With the three points bend test, the onset of crack is linked to defects in sawing and grinding zone. However, with the ball on ring test, only the surface quality influences the initiation of cracks. The ball on ring test is well suited for evaluating the quality of the silicon surface. Chemical techniques of stress release, such as wet etching and plasma etching, improve significantly the strength of silicon samples. These tests on silicon dies are used to characterize the breakdown of silicon under bending test and to complete the simulation results. We have demonstrated in this work, the need and the usefulness of the virtual prototyping of electronic components and the use of a predictive methodology in assessing reliability.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

The Overview of the Bologna Process Implementation in Europe in Electrical and Information Engineering (Bachelor, Master, Doctoral studies)

(EIE-Surveyor: reference point for electrical and information engineering in europe, Project Nr. 225997-CP-1-2005-1-FR-ERASMUS-TNPP, www.eie-surveyor.org) Final report Task

“New automotive” — Considerations for reliability, robustness and resilience for CMOS interconnects

International audienc