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DC/DC converter 3D assembly for autonomous sensor nodes
Get PDFThis paper reports on the design and the manufacturing of an integrated DCDC converter, which respects the specificity of sensor node network: compactness, high efficiency in acquisition and transmission modes, and compatibility with miniature Lithium batteries. A novel integrated circuit (ASIC) has been designed and manufactured to provide regulated Voltage to the sensor node from miniaturized, thin film Lithium batteries. Then, a 3D integration technique has been used to integrate this ASIC in a 3 layers stack with high efficiency passives components, mixing the wafer level technologies from two different research institutions. Electrical results have demonstrated the feasibility of this integrated system and experiments have shown significant improvements in the case of oscillations in regulated voltage. However, stability of this output voltage toward the input voltage has still to be improved
Application des microtechnologies à la réalisation d'un spectromètre de masse miniature
No full textla spectrométrie de masse est aujourd'hui utilisée dans de nombreux domaines, dont l'analyse des gaz résiduels, la détection de fuite et les analyses de pollution. La miniaturisation des instruments permettrait, en plus de réduire le poids et l'encombrement des systèmes, d'augmenter leur pression de travail et ainsi d'élargir leur champ d'action. Cependant, avec des techniques d'usinage classiques, et à cause de la précision nécessaire des alignements, la fabrication de dispositifs miniatures engendre une hausse considérable des coûts. L'utilisation des microtechnologies sur silicium, grâce auxquelles ont peut fabriquer à moindre coût des objets de très petite taille, a donc été envisagée. Ce travail avait pour but l'évaluation d'un premier prototype de spectromètre de masse sur silicum. Après une analyse détaillée des systèmes existants dans la littérature, deux architectures ont été définies et testées grâce à des logiciels de simulation. La première concerne un filtre de masse de type quadrupolaire, dont la forme des barreaux a été modifiées de manière à faciliter sa fabrication par microtechnologies. La deuxième architecture est celle d'un filtre de Wien (filtre à champ éléctrique et magnétique croisés). Pour ces deux structures, un procédé de fabricatrion a été mis au point, avec pour objectif de réaliser sur une seule et même puce la cage d'ionisation, le filtre et la détection. Grâce à ce procédè, une quarantaine d'instruments peuvent être réalisés simultanément à partir de deux substrats de silicum (100 mm de diamètre). Des premiers résultats ont été obtenus grâce aux prototypes fabriqués durant ce travail. Des tests de la cage d'ionisation et de la détection ont prouvé qu'il était possible de créer un faisceau d'ions sur une puce, d'influencer sa trajectoire et de le détecter sur cette même puce. De plus, le principe du filtre de Wien micro-usiné a été en partie validé avec des ions de masses faible (Hélium et Azote). Le filtre quadrupolaire n'a pu être complètement caractérisé, mais les modifications à apporter au système ont été tirées des problèmes rencontrés, et sont présentées.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF
Performances of Wafer Level Underfill in 50µm Pitch Stacks: Comparison with Conventional Underfill
No full textInternational audienceThis paper deals with the performances of Wafer-Level UnderFill in ultra-fine 50 microns pitch interconnections. Firstly, dry-film WLUF assembly feasibility has been demonstrated by checking lamination and planarity in the pillar areas. Well-formed Pb-free joints have been obtained after thermocompression with limited void or WLUF entrapment. Secondly, to have a better understanding of this innovative material performances during thermal and moisture tests, the electrical behavior of Copper pillars chains surrounded by WLUF has been compared with those surrounded by classic Capillary Underfill used in the semiconductor industry. We have successfully demonstrated that chains surrounded by WLUF are stable during JEDEC level 4 preconditioning and moisture storage. During thermal cycling, behavior variation of chains surrounded by WLUF has been observed, depending on interconnects quantity. However, electrical performances of the longest 100 pillars chain respond to industrial specifications and are similar for both underfill. After thermal and moisture tests, a good adhesion of WLUF stacks has been verified by shear tests. Those results have demonstrated the pertinence of this innovative WLUF material with 50μm pitch interconnections
Performances of Wafer Level Underfill in 50µm Pitch Stacks: Comparison with Conventional Underfill
No full textInternational audienceThis paper deals with the performances of Wafer-Level UnderFill in ultra-fine 50 microns pitch interconnections. Firstly, dry-film WLUF assembly feasibility has been demonstrated by checking lamination and planarity in the pillar areas. Well-formed Pb-free joints have been obtained after thermocompression with limited void or WLUF entrapment. Secondly, to have a better understanding of this innovative material performances during thermal and moisture tests, the electrical behavior of Copper pillars chains surrounded by WLUF has been compared with those surrounded by classic Capillary Underfill used in the semiconductor industry. We have successfully demonstrated that chains surrounded by WLUF are stable during JEDEC level 4 preconditioning and moisture storage. During thermal cycling, behavior variation of chains surrounded by WLUF has been observed, depending on interconnects quantity. However, electrical performances of the longest 100 pillars chain respond to industrial specifications and are similar for both underfill. After thermal and moisture tests, a good adhesion of WLUF stacks has been verified by shear tests. Those results have demonstrated the pertinence of this innovative WLUF material with 50μm pitch interconnections
