Aujourd’hui l’industrie des semiconducteurs aborde une époque requérant le couplage de l’innovation au niveau de l'assemblage avec la mise à l’échelle des dispositifs. Cette dernière n’est plus l’élément clé qui propulse l’évolution technologique à cause de l’énorme investissement requis vis-à-vis sa rentabilité qui devient de plus en plus limitée. Avec la réorientation de l’intérêt de la majorité des acteurs vers l’innovation au niveau des assemblages, cette thèse s’inscrit dans un contexte d’amélioration de la fiabilité des assemblages de larges puces renversées pour le calul haute performance à travers le développement des microbilles de brasures à faible coût et de métallurgie optimisée.
Des microbilles de brasure à faible coût et hétérogènes sont proposées comme une approche simple qui présente des bénéfices métallurgiques et économiques. D’une part, l’électrodéposition séquentielle des couches de Sn et Ag pures au lieu d’alliage est réalisée à un faible coût d’acquisition et avec une simplicité de maintenance. D’une autre part, la même installation d’électrodéposition de Sn et Ag purs peut servir à la fabrication d’une multitude de brasures avec différentes teneurs en Ag. Malgré le besoin d’une standardisation des procédés de fabrication des microbilles, les motivations citées précédemment peuvent constituer un facteur d’attraction pour l’industrie afin de l’adopter comme alternative à l’électrodéposition conventionnelle des alliages. En plus de son faible coût, l’approche de fabrication des microbilles par électrodéposition séquentielle amène une flexibilité métallurgique avec l’utilisation d’une barrière qui limite la diffusion d’Ag. Cette dernière résulte en une microbille de brasure unique, qui peut à la fois i) avoir une structure hétérogène avec une faible teneur en Ag dont la ductilité élevée est maintenue à proximité des couches fragiles de la métallisation de la puce lors des étapes de l’assemblage; ii) avoir une forme en pilier dont des bénéfices sont similaires à ceux du pilier en Cu en évitant les effets néfastes de sa rigidité sur les couches du BEOL.
Les différentes étapes de fabrication des microbilles de brasure ont été développées en se limitant à des procédés qui peuvent être intégrés facilement dans un environnement de production industrielle. La manipulation de la métallurgie des joints de brasure a été réalisée avec succès en démontrant une structure hétérogène unique de brasure dans un assemblage de puces renversées
