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Développement de procédés avancés d'encapsulation de composants microélectroniques basés sur les techniques de thermocompression
L'un des grands dĂ©fis de la recherche et dĂ©veloppement est d'optimiser l'ensemble du cycle de fabrication d'un produit microĂ©lectronique, depuis sa conception jusqu’à sa tenue mĂ©canique en service. Un objectif essentiel des entreprises Ă©tait de rĂ©duire le temps de cycles d’assemblage afin de minimiser les coĂ»ts de production. La phase d’assemblage des composants microĂ©lectroniques est l'une des Ă©tapes clĂ© qui doit ĂŞtre bien optimisĂ©e afin d’atteindre l’objectif de minimisation du temps de cycle. La mĂ©thode d'assemblage traditionnelle des puces par refusion (en anglais mass reflow MR) convenait gĂ©nĂ©ralement Ă une fabrication Ă grand volume, en particulier pour des puces Ă pas standard d'environ 150 ÎĽm. Cependant, la forte demande du marchĂ© pour des interconnexions Ă pas plus fin, pour permettre un nombre d'entrĂ©e/sortie (Input/Output : I/O) plus Ă©levĂ© dans un facteur de forme plus petit, a entraĂ®nĂ© une transition du processus de la liaison MR conventionnel Ă l'assemblage par thermocompression (en anglais ThermoCompression Bonding TCB). Bien que le procĂ©dĂ© TCB offre un assemblage de plus grande prĂ©cision et permet l'utilisation des pas d'interconnexion plus fins, il prĂ©sente Ă©galement de nouveaux dĂ©fis. L'un des problèmes majeurs de l'assemblage TCB est qu'il s'agit d'un processus assez long, dans lequel chaque puce doit ĂŞtre passĂ©e indĂ©pendamment Ă travers un cycle TCB complet, incluant le chauffage, le maintien de la tempĂ©rature et le refroidissement. Cela entraĂ®ne une diminution significative de la productivitĂ© par rapport au MR. Le dĂ©bit de production peut ĂŞtre amĂ©liorĂ© en rĂ©duisant le temps nĂ©cessaire pour atteindre les tempĂ©ratures de processus requises. Cependant, des variations thermiques peuvent se produire aux interfaces de liaison, entraĂ®nant une mauvaise uniformitĂ© de tempĂ©rature sur la surface de la puce et conduisant Ă des rĂ©gions oĂą le point de fusion de la brasure n'est pas atteint. Ainsi, il est extrĂŞmement important de prĂ©voir et contrĂ´ler la tempĂ©rature rĂ©elle Ă
l'interface de liaison afin d’obtenir une bonne uniformité thermique et des joints de brasure sans défaut. C'est dans cette perspective que s'inscrit les travaux menés dans la première partie de la thèse. Le premier objectif de cette étude était donc de déterminer la durée minimum de temps de chauffe nécessaire assurant une uniformité de température optimal et par conséquent des joints de brasure de bonne qualité. Pour atteindre cet objectif, il fallait alors proposer et valider une nouvelle méthodologie pour estimer la température d'interface lors d'un processus TCB. Une évaluation de l'influence de différentes vitesses de chauffe sur la distribution de température à travers la surface
de la puce, ainsi que sur la qualité de liaison résultante, a été réalisée à l’aide d’un capteur de type RTD (). Les résultats ont montré que les défauts de brasure observés aux interfaces de liaison peuvent éventuellement être liés à une mauvaise uniformité de température, liée à des vitesses de chauffe élevées. Des variations thermiques acceptables ont été trouvées à une faible vitesse de chauffage de 80°C/s. Par conséquent, pour surmonter les températures de processus élevées et leurs effets néfastes sur la productivité, le développement d'une nouvelle méthode d’assemblage TCB à basse température devient primordiale. Le développement d’une nouvelle méthode de liaison par thermocompression à l'état solide détecteur de température résistif, Resistance Temperature
Detector en anglais était donc notre second objectif dans cette étude. Cette méthode est basée sur la création d'une liaison mécanique temporaire initiale au début du processus de packaging (en utilisant une pression à une température inférieure au point de fusion de la brasure). Les joints de
iv brasure seront entièrement refondus à la fin du processus de packaging, lorsque les billes de brasure BGA (ball-grid-array) seront brasées au substrat. Cette nouvelle méthode peut surmonter les limitations associées au processus TCB conventionnel, notamment la température élevée, le processus d'assemblage lent et les contraintes mécaniques élevées. Une investigation a été menée pour déterminer les conditions d'assemblage appropriées à appliquer pendant ce processus. Des investigations supplémentaires ont été également menées pour explorer le mécanisme d'assemblage responsable de l’assemblage mécanique temporaire. Les résultats préliminaires de cette méthode sont prometteurs, montrant des joints de brasure de bonne qualité formés en un temps d'assemblage très court (6 secondes) et à des températures bien inférieures au TCB conventionnel (200°C)
Fixed Rank Kriging for Cellular Coverage Analysis
Coverage planning and optimization is one of the most crucial tasks for a
radio network operator. Efficient coverage optimization requires accurate
coverage estimation. This estimation relies on geo-located field measurements
which are gathered today during highly expensive drive tests (DT); and will be
reported in the near future by users' mobile devices thanks to the 3GPP
Minimizing Drive Tests (MDT) feature~\cite{3GPPproposal}. This feature consists
in an automatic reporting of the radio measurements associated with the
geographic location of the user's mobile device. Such a solution is still
costly in terms of battery consumption and signaling overhead. Therefore,
predicting the coverage on a location where no measurements are available
remains a key and challenging task. This paper describes a powerful tool that
gives an accurate coverage prediction on the whole area of interest: it builds
a coverage map by spatially interpolating geo-located measurements using the
Kriging technique. The paper focuses on the reduction of the computational
complexity of the Kriging algorithm by applying Fixed Rank Kriging (FRK). The
performance evaluation of the FRK algorithm both on simulated measurements and
real field measurements shows a good trade-off between prediction efficiency
and computational complexity. In order to go a step further towards the
operational application of the proposed algorithm, a multicellular use-case is
studied. Simulation results show a good performance in terms of coverage
prediction and detection of the best serving cell
Finite element parametric study of reinforced concrete beams shear-strengthened with embedded FRP bars
The deep embedment (DE) of fibre-reinforced polymer (FRP) bars is a promising shear-strengthening scheme for existing concrete structures. In the current study, a three-dimensional nonlinear finite element (FE) model for DE-strengthened reinforced concrete beams was developed and validated. The FE and Concrete Society TR55 predictions were compared with published experimental results. The FE-predicted/experimental shear strength enhancement ratio is 1.08 with a standard deviation of 0.25, whereas the TR55-predicted/experimental shear strength enhancement ratio is 1.57 with a standard deviation of 0.54. A numerical parametric study was carried out. The results showed that the predicted shear strength enhancement was positively influenced by the use of inclined DE FRP bars and the increase in concrete compressive strength but decreased with the increase in shear span-to-effective depth ratio and internal steel stirrup-to-DE FRP bar ratio. The predicted percentage of shear strength enhancement was not significantly influenced by size effect
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