EP4315403A2 - Procede pour assembler un composant electronique a un substrat par le biais d'un frittage - Google Patents

Procede pour assembler un composant electronique a un substrat par le biais d'un frittage

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Publication number
EP4315403A2
EP4315403A2 EP22717235.0A EP22717235A EP4315403A2 EP 4315403 A2 EP4315403 A2 EP 4315403A2 EP 22717235 A EP22717235 A EP 22717235A EP 4315403 A2 EP4315403 A2 EP 4315403A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
component
sintering
temperature
takes place
Prior art date
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Pending
Application number
EP22717235.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Christophe Riou
Corinne PONS
Alain JAUSSENT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Electronics and Defense SAS
Original Assignee
Safran Electronics and Defense SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Safran Electronics and Defense SAS filed Critical Safran Electronics and Defense SAS
Publication of EP4315403A2 publication Critical patent/EP4315403A2/fr
Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • TITLE METHOD FOR ASSEMBLING AN ELECTRONIC COMPONENT TO A SUBSTRATE
  • the invention relates to the assembly of electronic components to a substrate by means of sintering by means of a material comprising, for example, silver or copper.
  • Silver-based sintering is used for the assembly of electronic components, whether power chips or passive components.
  • Known sintering processes are generally classified into two categories:
  • the component to be assembled is applied by exerting a low pressure of the order of a few hundred grams;
  • Sintering generally requires several steps, which include the deposition of the material, its temperature conditioning and the actual sintering, possibly including pre-sintering.
  • the invention relates in particular to the simultaneous assembly of simple parts between two substrates, including electronic components with different thicknesses or sets of electronic components which may themselves come from the assembly of a first stack. It also concerns the assembly of so-called thin components.
  • Papers writing pressureless sintering methods generally address the case where chips are collectively assembled on one side. If necessary, double-sided sintering can be carried out with silver sinter pastes in viscous form using non-pressure processes, but this does not give reliable assemblies over the long term. In fact, the development of differential bending forces can be observed, reducing the service life of the assembly.
  • the document W02014135151 relates to the double-sided assembly of chips of various sizes in a single step with pressure and the use of a silicone mattress on both sides allowing simultaneous support on several surfaces.
  • Document EP-3 408 863 proposes inserting spacers between the chips and the upper or lower substrates to compensate for the differences in height due to the different side chains of each assembly site and to allow simultaneous assembly under pressure of several Site (s. It makes it possible to use films and to compensate for the heights with little appearance of cavities but it is difficult to industrialize for certain configurations of the thicknesses to be completed.
  • US 2009 0025967 describes the use of a layer of silver sinter material in the form of a viscous film to control the bond line thickness (BLT) below the chip. It is a classic pressureless process with the application of a layer of sintering material, the placement of the chip and then the sintering. It discloses drying the material in an oven before performing the sintering.
  • Document US 2009 0162557 discloses the deposition by screen printing or by distribution of the sintering material, its drying without the chip (called pre-sintering) between 200 and 250° C. then the conventional steps of bringing the chip and the substrate closer together, and of sintering . Drying is carried out by raising the temperature in increments until a target temperature is reached and maintained for a certain period of time. The material is brought to room temperature before assembly and sintering.
  • Document US Pat. No. 8,835,299 refers to the fact of inserting between a chip to be assembled and a substrate a film including dried silver nanoparticles.
  • the film is deposited on the substrate or the chip then dried between 150 and 250° C.
  • the chip is applied to the substrate with a pressure and a temperature close to the evaporation point of the solvent containing the silver particles to allow pressure sintering in a single pass.
  • document US 2011/0084369 the application of a sintering material to a substrate is described, then its heat treatment at a temperature which may be lower than 150°C (paragraph 32) or up to 200°C, on a time considered sufficient to evaporate the solvents.
  • document US 2019 047044 in the name of the applicant describes a two-step sintering process with a first step of pre-sintering on the complete set of the two constituents of the connection and the joint carried out between 200 and 300° C.
  • An object of the invention is therefore to improve the assembly of the component to the substrate, to increase the quality of the densification of the sintering material and to obtain a bond line thickness at the level of the sintering material which is acceptable. , even in the presence of components satisfying the critical criterion.
  • a method for assembling an electronic component to a substrate comprising the following successive steps:
  • a sintering material is deposited on one of an electronic component and a substrate
  • the material is heated so as to place a temperature of the material in a prior exothermic peak which precedes a sintering exothermic peak without the temperature of the material reaching a maximum of the prior exothermic peak, - the other of the component is fixed to the material and the substrate such that the material is interposed between the component and the substrate, and
  • the hot material is pressed so as to produce a flow of the material.
  • the first two steps allow the transformation of the material from a liquid paste into a film capable of flowing under the action of pressure and temperature in a controlled manner between several surfaces to come to conform to the volume which is dedicated to it.
  • This paste thus conditioned is then sintered, optionally by a mixed step (sintering with then without pressure, or sintering with pressure only).
  • the process allows the assembly of thin chips. It also allows the assembly of several chips simultaneously between two substrates, including electronic components of different thicknesses or sets of electronic components which may themselves come from the assembly of a first stack.
  • the invention makes it possible to increase the BLT up to 60 ⁇ m at least while guaranteeing flatness at 10 ⁇ m at most. It allows sintering to be carried out on a surface made flat and rigid but active in sintering from the start, with the help of pressure, since the component is maintained at a precise height.
  • the invention notably offers the possibility of compensating for the differences in height within the framework of a 3D sandwich architecture since the sintering material once dried becomes a viscous paste made usable under pressure.
  • This solution is more flexible than the use of an added film, which is not possible in all cases, in particular in the event of a large step of the order of 30 ⁇ m between two surfaces to be assembled, and if one wants to respect a void content of less than 3%.
  • the process makes it possible to obtain thicknesses of between a few tens of microns and a few millimeters during the distribution of the material on the same module, to ensure the covering of steps in an industrial manner.
  • the invention is applicable to assemblies to be made by silver sintering such as those used in aircraft for power modules, high temperature modules with high reliability requirements and sensors.
  • the invention is particularly advantageous given the trend whereby more and more aircraft components are of an electrical nature.
  • the deposition step takes place so that a material thickness is between 60 ⁇ m and 140 ⁇ m;
  • the deposition step takes place by arranging the material in a boustrophedon
  • the deposition step takes place by forming with the material coils in mutual contact, for example over a maximum height of 10 ⁇ m, the coils having for example a diameter of between 100 and 300 ⁇ m;
  • the deposition step takes place by depositing the material on the substrate so that, at the end of the process, the material protrudes from the edges of the component, in particular over a distance of between 10 and 150 ⁇ m from the edges of the component;
  • the deposition step takes place by depositing the material on the component set back from the edges of the component, in particular set back 20 to 50 ⁇ m from the edges of the component;
  • the first heating step takes place for a period of between 10 and 40 minutes;
  • the first heating step takes place at a temperature between 140° C. and 150° C.;
  • the first heating step takes place in air or in an environment comprising at least 90% nitrogen;
  • the first heating step takes place under a pressure below atmospheric pressure
  • the pressing of the material takes place between the first substrate and a component or a second substrate, in particular at ambient temperature and in an environment under a gas pressure of between 0.4 and 2 MPa;
  • the pressure of a member resting on the material is measured and it is determined whether the pressure varies over a predetermined amplitude, for example between 5% and 15%, for a predetermined duration, for example less than 30 seconds, and/or a position of the member resting on the material is measured and it is determined whether the position varies over a predetermined amplitude, for example between 30% and 40%, for a predetermined duration, for example less than 30 seconds;
  • a method for assembling an electronic component to a substrate comprising the following successive steps: - a test sample of a sintering material is heated by exposing it to an increasing temperature,
  • a temperature of the material is measured and a first heating temperature value corresponding to a start of a prior exothermic peak which precedes a sintering exothermic peak and a second heating temperature value corresponding to a maximum is detected of the prior exothermic peak, - a portion of the material is deposited on one of an electronic component and a substrate,
  • the portion is heated by exposing it to a temperature higher than the first value and lower than the second value
  • the hot portion is pressed so as to produce a flow of the material.
  • an installation for assembling an electronic component to a substrate, the installation comprising:
  • FIG. 1 is a graph showing the evolution of the mass of a sintering material (measured by thermogravimetry) marked on the ordinate axis on the left, as a function of the heating temperature applied to it on the abscissa and the evolution of its energy (by a differential scanning calorimetry measurement) on the y-axis on the right, as a function of this same variable;
  • - Figure 2 is a graph of the thermodynamic stability ranges of silver and its oxide as a function of temperature and oxygen partial pressure;
  • - Figure 3 is a graph similar to that of Figure 1 for a second sintering material;
  • FIG. 5 is a plan view of the sintering material as placed before drying
  • FIG. 6 is a sectional view of the coil formed by the material of Figure 5.
  • FIG. 7 is a view of a sandwich structure made by means of the invention.
  • a sintering material is deposited on one of an electronic component and a substrate
  • the material is heated so as to place a temperature of the material in a prior exothermic peak which precedes an exothermic sintering peak without its temperature reaching a maximum of the prior exothermic peak,
  • the hot material is pressed so as to achieve its flow, before proceeding with its sintering.
  • the objective of the first heating step is to obtain a dried paste which can then be implemented under pressure to make it flow under a component to the chosen thickness.
  • the material is activated by drying the part coated with the material, alone, at a temperature between 140 and 150°C. This drying can be done in air, in neutral gas or under vacuum with extraction.
  • Coupled analyzes by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TGA) were carried out. They were carried out under air and under argon in order to determine what role the combustion of the solvents plays in their elimination.
  • Figure 1 shows the evolution of the mass of the sintering material (measured by TGA) marked on the y-axis on the left, as a function of the heating temperature applied to it on the abscissa. Similarly, it shows the evolution of its energy by measuring DSC on the y-axis on the right, as a function of this same variable.
  • the DSC curve is expressed in pV/mg and not in mW/mg.
  • These coupled DSC/TGA analyzes relate here to a sinter paste based on silver in air. This is the paste marketed by Henkel under the name LOCTITE ABLESTIK SSP 2020.
  • the crucibles used were made of alumina. The material is exposed to gradual heating with a temperature rise rate of 10° C./min.
  • the TGA curve shows that the loss of mass of this paste n° 1 (and therefore the evacuation of the solvents) takes place in two stages: a first loss of mass, major, begins at 130°C in both cases (first bump 2 visible in the figure) and a second, minor, is observed above 250°C.
  • the major mass loss coincides from 130°C with two small peaks on the DSC curve.
  • the first 6 is rather endothermic, the other 8 is exothermic.
  • the small size of peaks 6, 8 can be explained by the fact that, thermally, the two phenomena, more or less simultaneous, compensate each other.
  • the first (and small) exothermic peak 8 which appears in figure 1 from 151.2°C and which has its maximum at 170.8°C is not mentioned either by the manufacturer or in the literature.
  • the pressure applied during sintering does not allow controlled creep of the material. Indeed, we then face an uncontrolled outpouring of the paste as if we were applying pressure on an undried liquid paste. It is then not possible to obtain a paste which is conformable in surface (horizontal flow) and in thickness (vertical flow). To control this creep on the volume dedicated to it, pressure must be applied to a joint which has undergone prior drying in accordance with the definition of this prior exothermic peak 8.
  • the prior exothermic peak 8 must be determined in air because it does not appear in the DSC under neutral gas or under vacuum.
  • the method is implemented in an installation 20 like that of FIG. 4. It comprises: - a support or frame 22,
  • control means 29 capable of controlling the execution of the process.
  • a sintering material 26 is deposited on one of an electronic component 28 and a substrate 30, for example the substrate 30.
  • the deposition step takes place here by arranging the boustrophedon material following a continuous serpentine as illustrated in FIG. 5, by forming with the material beads in mutual contact as illustrated in FIG. 6, for example over a maximum height R of 10 p.m.
  • the sausages have, for example, a diameter B of between 100 and 300 ⁇ m.
  • the deposition step takes place in this case so that a material thickness is between 60 ⁇ m and 140 ⁇ m.
  • the material is deposited on the substrate so that, at the end of the process, the material protrudes from the edges of the component 28, in particular over a distance of between 10 and 150 ⁇ m from the edges of the component.
  • the diameter of the paste coils depends on the final thickness to be reached at the end of sintering.
  • the paste is chosen from commercial references.
  • the sinter material is spread by automatic or manual dispensing at room temperature. It is indeed preferred to put it in place by distribution rather than by screen printing because its application by screen printing does not make it possible to limit the rises over several tens of microns in height during the demoulding of the serigraphy screen. Furthermore, the distribution gives very good control of the rate of cavities at the end of sintering, in particular a rate of less than 1% on the surface of the component.
  • the material 26 is heated so as to place the temperature of the material in the increasing phase of the prior exothermic peak 8 which precedes the sintering exothermic peak 10 without the temperature of the material reaching the maximum of the prior exothermic peak 8 (170.8 °C in Figure 1).
  • This first heating step takes place in this case for a period of between 10 and 40 minutes at a temperature of between 140°C and 150°C.
  • This heating takes place either in air or in an environment comprising at least 90% nitrogen, optionally under a pressure below atmospheric pressure.
  • the component 28 is fixed to the material 26 so that the material is interposed between the component 28 and the substrate 30.
  • the substrate is intended for an assembly with a component and another substrate (which is the case of a 3D structure in sandwich like that of figure 7)
  • the component is aligned with the material then pressed on this one with ambient temperature between 0.4 and 2 MPa to allow its adhesion to the substrate for manual or automatic handling of the assembly formed by the substrate and the component.
  • the assembly can thus be turned over, moved and manipulated to allow subsequent operations to obtain the 3D structure.
  • component 28 is simply brought into contact with material 26 on the substrate and then the actual sintering step is performed.
  • the pressure of the arm 24 resting on the material 26 is measured and it is determined whether the pressure varies over a predetermined amplitude, for example between 5% and 15%, for a predetermined duration, for example less than 30 seconds. . Creep is acceptable in this case when the measured pressure has varied between 5 to 15% of its original value and then stabilizes in less than 30 seconds.
  • a position of the arm 24 resting on the material 26 is measured and it is determined whether its position varies over a predetermined amplitude for a predetermined duration.
  • the position measured here is the distance from the plate 21 to the face of the substrate 30 receiving the material 26.
  • the variation in position therefore corresponds to the variation in thickness of the paste. It is considered in this case that the creep is acceptable when this distance has varied between 30 and 40% of the distance before the start of sintering (for example it goes from 100 ⁇ m to a value between 60 and 70 ⁇ m) in a time which does not exceed 30 seconds.
  • the variation in distance h has been illustrated in Figure 4.
  • the material is ready to be sintered in a subsequent heating step so that the component is firmly attached to the substrate.
  • the invention is applicable in particular when the component 28 is said to be thin, namely has a contact surface with the material, at the end of the process, such that
  • This structure here comprises two substrates 30 between which are interposed two components 28 of different dimensions from each other.
  • the two components 28 differ in their height.
  • a layer of sintering material 26 is interposed between the first component 28, on the left in the figure, and the lower substrate, and another layer 28 is interposed between this same component and the upper substrate 30.
  • Two other layers of sintering material 26 are likewise interposed between the right-hand component 28 and the respective substrates 30.
  • the arrangement may comprise a greater number of components interposed between the two substrates in this way. Or, a larger number of components can be stacked with each other in the same stack with the interposition of a layer of sintering material between two components, between the two substrates.
  • the two lower layers of sintering material 26 are placed on the lower substrate 30 and then the step of drying this material is carried out.
  • the upper substrate 30 is then applied.
  • the components are pressed between the two substrates, in particular at room temperature and in an environment under a gas pressure of between 0.4 and 2 MPa.
  • the material is then sintered.
  • Second embodiment In this second mode, a method for testing a sintering material is first implemented.
  • a test sample of the sinter material is heated by exposing it to an increasing temperature.
  • a temperature of the material is measured.
  • a first heating temperature value corresponding to a start (151.2° C. in FIG. 1) of a prior exothermic peak 8 which precedes a sintering exothermic peak 10 is detected. This value is a local minimum.
  • a second heating temperature value corresponding to a maximum of the prior exothermic peak 8 (170.8° C. in FIG. 1) is also detected.
  • a portion of the material 26 is deposited on one of an electronic component 28 and a substrate 30,
  • the portion 26 is heated by exposing it to a temperature higher than the first value and lower than the second value
  • the portion is hot pressed so as to produce a flow of the material.
  • the sintering is then carried out.

Landscapes

  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

Le procédé comprend les étapes successives suivantes : - on dépose un matériau de frittage (26) sur l'un parmi un composant électronique (28) et un substrat (30), - on chauffe le matériau (26) de façon à placer une température du matériau dans un pic exothermique préalable qui précède un pic exothermique de frittage sans que la température du matériau atteigne un maximum du pic exothermique préalable, - on fixe au matériau (26) l'autre parmi le composant (28) et le substrat (30) de sorte que le matériau est interposé entre le composant et le substrat, et - on presse le matériau (26) à chaud de façon à réaliser un fluage du matériau.

Description

TITRE : PROCEDE POUR ASSEMBLER UN COMPOSANT ELECTRONIQUE A UN SUBSTRAT
DOMAINE DE L’INVENTION
L'invention concerne l’assemblage des composants électroniques à un substrat par le biais d’un frittage au moyen d’un matériau comprenant par exemple de l’argent ou du cuivre.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Le frittage à base d’argent est utilisé pour l’assemblage de composants électroniques, qu’il s’agisse de puces de puissance ou de composants passifs. Les procédés de frittage connus sont généralement classés en deux catégories :
- le frittage sans pression à partir d’une couche de frittage argent de nature visqueuse à liquide, préalablement appliquée sur un substrat. On applique le composant à assembler en exerçant une faible pression de l’ordre de quelques centaines de grammes ; et
- le frittage avec pression au moyen d’un film solide appliqué sur le substrat ou la puce préalablement à l’assemblage du substrat et de la puce par le moyen d’une forte pression.
Le frittage nécessite en général plusieurs étapes, qui incluent le dépôt du matériau, son conditionnement en température et le frittage proprement dit incluant éventuellement un pré-frittage.
L’invention concerne notamment l’assemblage simultané de pièces simples entre deux substrats, incluant des composants électroniques avec différentes épaisseurs ou des ensembles de composants électroniques pouvant eux-mêmes être issus de l'assemblage d’un premier empilement. Elle concerne aussi l’assemblage de composants dits fins.
On considère en effet notamment des composants d’épaisseur fine en comparaison avec la diagonale ou la plus grande dimension en surface du composant. Un critère critique à prendre en compte à cet égard est typiquement celui de composants ou de substrats dont la surface encastrée avec un autre élément, indéformable ou non, donne un produit diagonale fois épaisseur3 inférieur à 2,3.102 mm4 (cette grandeur est proportionnelle au moment quadratique de la liaison).
Par exemple, supposons que l’on tente d’assembler une puce fine (de dimension 5*5*0.1 mm3, donnant donc un critère de 0,9.103 mm4) sur un substrat rigide en céramique avec un frittage sans pression. La densification du matériau de frittage à base d'argent se produit de manière classique du centre vers la périphérie de la puce. Or elle provoque un rétreint du frittage. La puce se trouve alors mise en flexion, avec des lignes de liaison du matériau de frittage ayant une épaisseur parfois inférieure à 5 pm.
On cherche donc à garantir à la fois une épaisseur de ligne de liaison (en anglais bond line thickness ou BLT) au niveau du matériau de frittage qui soit acceptable, par exemple supérieure à 50 pm, et une planéité de la puce après frittage sur sa diagonale meilleure que 10 pm. Il s’agit en effet d’éviter que la mise en flexion et l’apparition d’efforts normaux à la surface du substrat entraînent des contraintes en arrachement au cours du vieillissement de la liaison. La fiabilité de l’assemblage serait en effet alors dégradée, phénomène que l’on nomme défiabilisation. Le procédé que l’on cherche à obtenir devrait donc être aussi utilisable pour des composants vérifiant le critère critique.
Les documents écrivant des procédés de frittage sans pression concernent généralement le cas dans lequel des puces sont assemblées collectivement sur une seule face. Si besoin, un frittage à double face peut être mis en oeuvre avec des pâtes de frittage argent sous forme visqueuse au moyen de procédés sans pression mais cela ne donne pas des assemblages fiables sur le long terme. On observe en effet le développement d’efforts différentiels en flexion diminuant la durée de vie de l’assemblage.
Le document W02014135151 concerne l’assemblage à double face de puces de tailles diverses en une seule étape avec pression et utilisation d’un matelas en silicone sur les deux faces permettant l’appui simultané sur plusieurs surfaces.
Ce processus entraîne cependant l’apparition de cavités dans le matériau de frittage car il reste difficile d’exercer une pression partout avec un film rigide d’épaisseur relativement faible (inférieure à 50 pm). Le document EP-3 408 863 propose d’insérer des pièces intercalaires entre les puces et les substrats supérieur ou inférieur pour compenser les différences de hauteur dues aux chaînes de cotes différentes de chaque site d’assemblage et permettre un assemblage sous pression simultané de plusieurs sites. Il permet d’utiliser des films et de compenser les hauteurs avec peu d’apparition de cavités mais il est difficile à industrialiser pour certaines configurations des épaisseurs à compléter.
Le document US 2017 0092611 prévoit l’utilisation d'un film solide ou formé sur le substrat par un dépôt direct. Ce procédé sous pression peu élevée reste cependant délicat à employer pour les mêmes raisons que ci-dessus en cas de besoin de compensation de fortes épaisseurs de marches.
Le document US 2009 0025967 décrit l’utilisation d’une couche de matériau de frittage argent sous la forme d’un film visqueux pour maîtriser l'épaisseur de la ligne de liaison (BLT) sous la puce. Il s'agit d'un procédé classique sans pression avec l’application d’une couche de matériau de frittage, la mise en place de la puce puis le frittage. Il divulgue de sécher le matériau dans un four avant d’effectuer le frittage.
Le document US 2009 0162557 divulgue le dépôt par sérigraphie ou par distribution du matériau de frittage, son séchage sans la puce (appelé pré frittage) entre 200 et 250° C puis les étapes classiques de rapprochement de la puce et du substrat, et de frittage. Le séchage est effectué en élevant la température par incréments jusqu’à atteindre une température cible maintenue pendant une certaine durée. Le matériau est ramené à température ambiante avant l’assemblage et le frittage.
Le document US-8 835 299 évoque le fait d’insérer entre une puce à assembler et un substrat un film incluant des nanoparticules d’argent séché. Le film est déposé sur le substrat ou la puce puis séché entre 150 et 250° C. Par la suite, la puce est appliquée sur le substrat avec une pression et une température proche du point d’évaporation du solvant contenant les particules d’argent pour permettre un frittage sous pression en une seule passe. Dans le document US 2011 /0084369, on décrit l’application d’un matériau de frittage sur un substrat puis son traitement thermique à une température pouvant être inférieure à 150°C (paragraphe 32) ou allant jusqu’à 200° C, sur une durée considérée comme suffisante pour faire évaporer les solvants.
Enfin le document US 2019 047044 au nom de la demanderesse décrit un procédé de frittage en deux étapes avec une première étape de pré-frittage sur l’ensemble complet des deux constituants de la liaison et du joint réalisée entre 200 et 300° C.
Ces documents, pour la plupart, sont issus de la mouvance de la première phase de l’utilisation du frittage argent, autour des années 2010-2014, à une époque où les puces n’étaient pas aussi fines, et donc pas concernées par le besoin actuel.
La création d’un film solide à partir d’une pâte a été prévue justement pour améliorer la densification du frittage par l’ajout de la pression. Aujourd’hui, de moins en moins de clients achètent des films à fritter en argent et on se dirige vers le frittage sans pression pour des raisons de coût et de mise en oeuvre simplifiée.
Cependant, les puces fines engendrent le stockage sous la puce de solvants n’ayant pas pu s’évacuer, stockage occasionnant des cavités. Et la fiabilité des assemblages en cyclage thermique est mauvaise en raison de la non-maîtrise du BLT.
Nous sommes donc confrontés à une problématique nouvelle en raison de la qualité moyenne de la densification sur ce type de puce du matériau de frittage en conjonction avec la non-maîtrise du BLT.
Un but de l'invention est donc d’améliorer l’assemblage du composant au substrat, d'augmenter la qualité de la densification du matériau de frittage et d’obtenir une épaisseur de ligne de liaison au niveau du matériau de frittage qui soit acceptable, même en présence de composants vérifiant le critère critique. EXPOSE DE L’INVENTION
A cet effet, on prévoit selon l'invention un procédé pour assembler un composant électronique à un substrat, comprenant les étapes successives suivantes :
- on dépose un matériau de frittage sur l'un parmi un composant électronique et un substrat,
- on chauffe le matériau de façon à placer une température du matériau dans un pic exothermique préalable qui précède un pic exothermique de frittage sans que la température du matériau atteigne un maximum du pic exothermique préalable, - on fixe au matériau l'autre parmi le composant et le substrat de sorte que le matériau est interposé entre le composant et le substrat, et
- on presse le matériau à chaud de façon à réaliser un fluage du matériau.
Ainsi les deux premières étapes permettent la transformation du matériau d’une pâte liquide en un film apte à fluer sous l’action de la pression et de la température de manière contrôlée entre plusieurs surfaces pour venir se conformer au volume qui lui est dédié. Cette pâte ainsi conditionnée est ensuite frittée, éventuellement par une étape mixte (frittage avec puis sans pression, ou frittage avec pression uniquement).
Même en présente d'un niveau de pression plus faible et à température ambiante, ce procédé permet de faire adhérer le composant au substrat sans initiation d’un frittage ou pré-frittage puisqu'il ne se produit pas d’initialisation de ponts (par exemple entre les flocons d’argent qui restent dissociés les uns des autres) dans la pâte séchée lors du premier chauffage. Cette adhérisation permet la manipulation du ou des substrats munis de leurs composants pour la réalisation de modules 3D sans risque d’occasionner un décollement des composants.
Le procédé permet l'assemblage des puces fines. Il permet aussi l’assemblage de plusieurs puces en simultané entre deux substrats, incluant des composants électroniques de différentes épaisseurs ou des ensembles de composants électroniques pouvant eux-mêmes être issus de l'assemblage d’un premier empilement. L'invention permet d’augmenter le BLT jusqu’à 60 pm au moins tout en garantissant une planéité à 10 pm au maximum. Elle permet de réaliser le frittage sur une surface rendue plane et rigide mais active au frittage dès le départ, avec l’aide de la pression, puisqu'on assure un maintien du composant à une cote précise en hauteur.
L'invention offre notamment la possibilité de compenser les différences de hauteurs dans le cadre d’une architecture 3D en sandwich puisque le matériau de frittage une fois séché devient une pâte visqueuse rendue utilisable sous pression. Cette solution est plus souple que l'utilisation d'un film rapporté, laquelle n'est pas possible dans tous les cas, notamment en cas de marche importante de l’ordre de 30 pm entre deux surfaces à assembler, et si on veut respecter un taux de vides inférieur à 3%.
Enfin le procédé permet d’obtenir des épaisseurs comprises entre quelques dizaines de microns et quelques millimètres lors de la distribution du matériau sur un même module, pour assurer le recouvrement de marches de manière industrielle.
L’invention est applicable aux assemblages devant être réalisés par frittage argent tels que ceux mis en oeuvre dans les aéronefs pour les modules de puissance, les modules à haute température et à grande exigence de fiabilité et les capteurs. L’invention est notamment avantageuse compte-tenu de la tendance selon laquelle de plus en plus d’organes des avions sont de nature électrique.
On peut prévoir que le procédé de l'invention présente en outre au moins l’une des caractéristiques suivantes :
- l'étape de dépôt a lieu de sorte qu’une épaisseur de matériau est comprise entre 60 pm et 140 pm ;
- l'étape de dépôt a lieu en disposant le matériau en boustrophédon ;
- l'étape de dépôt a lieu en formant avec le matériau des boudins en contact mutuel, par exemple sur une hauteur maximale 10 pm, les boudins présentant par exemple un diamètre compris entre 100 et 300 pm ; - l'étape de dépôt a lieu en déposant le matériau sur le substrat de sorte que, à l’issue du procédé, le matériau dépasse de bords du composant, notamment sur une distance comprise entre 10 et 150 pm des bords du composant ;
- l'étape de dépôt a lieu en déposant le matériau sur le composant en retrait de bords du composant, notamment en retrait de 20 à 50 pm des bords du composant ;
- la première étape de chauffage a lieu pendant une durée comprise entre 10 et 40 minutes ;
- la première étape de chauffage a lieu à une température comprise entre 140° C et 150°C ;
- la première étape de chauffage a lieu sous air ou dans un environnement comprenant au moins 90% d'azote ;
- la première étape de chauffage a lieu sous une pression inférieure à la pression atmosphérique ;
- le substrat étant un premier substrat, le pressage du matériau a lieu entre le premier substrat et un composant ou un deuxième substrat, notamment à température ambiante et dans un environnement sous une pression de gaz comprise entre 0.4 et 2 MPa ;
- durant le pressage : on mesure une pression d’un organe en appui sur le matériau et on détermine si la pression varie sur une amplitude prédéterminée, par exemple comprise entre 5 % et 15 %, pendant une durée prédéterminée, par exemple inférieure à 30 secondes, et/ou on mesure une position de l’organe en appui sur le matériau et on détermine si la position varie sur une amplitude prédéterminée, par exemple comprise entre 30 % et 40 %, pendant une durée prédéterminée, par exemple inférieure à 30 secondes;
- on effectue en outre une étape de frittage du matériau ; et
- un élément parmi le composant et le substrat présente une surface de contact avec le matériau, à l’issue du procédé, telle que
D * E =< 2.3.102 mm2 où :
- D désigne une plus grande diagonale de la surface de contact, et
- E désigne une épaisseur maximale de l’élément.
On prévoit aussi selon l’invention un procédé pour assembler un composant électronique à un substrat, comprenant les étapes successives suivantes : - on chauffe un échantillon de test d’un matériau de frittage en l’exposant à une température croissante,
- durant le chauffage, on mesure une température du matériau et on détecte une première valeur de température de chauffage correspondant à un début d'un pic exothermique préalable qui précède un pic exothermique de frittage et une deuxième valeur de température de chauffage correspondant à un maximum du pic exothermique préalable,- on dépose une portion du matériau sur l'un parmi un composant électronique et un substrat,
- on chauffe la portion en l’exposant à une température supérieure à la première valeur et inférieure à la deuxième valeur,
- on fixe à la portion l'autre parmi le composant et le substrat de sorte que la portion est interposée entre le composant et le substrat, et
- on presse la portion à chaud de façon à réaliser un fluage du matériau.
On prévoit enfin selon l’invention une installation pour assembler un composant électronique à un substrat, l’installation comprenant :
- un support,
- un organe apte à exercer une pression,
- des moyens de chauffage, et
- des moyens aptes à commander l’exécution d’un procédé selon l'invention. DESCRIPTION DES FIGURES
Nous allons maintenant présenter des modes de réalisation de l'invention à titre d'exemples non-limitatifs à l'appui des dessins sur lesquels :
- la figure 1 est un graphique montrant l’évolution de la masse d’un matériau de frittage (mesurée par thermogravimétrie) repérée sur l’axe des ordonnées à gauche, en fonction de la température de chauffage qu’on lui applique en abscisse et l’évolution de son énergie (par une mesure de calorimétrie différentielle à balayage) sur l’axe des ordonnées à droite, en fonction de cette même variable ;
- la figure 2 est un graphique des domaines de stabilité thermodynamique de l’argent et de son oxyde en fonction de la température et de la pression partielle en oxygène ; - la figure 3 est un graphique similaire à celui de la figure 1 pour un deuxième matériau de frittage ;
- la figure 4 montre deux étapes du procédé selon l’invention mis en oeuvre dans une installation selon l’invention ;
- la figure 5 est une vue en plan du matériau de frittage tel que mis en place avant séchage ;
- la figure 6 est une vue en coupe du serpentin formé par le matériau de la figure 5 ; et
- la figure 7 est une vue d’une structure sandwich réalisée au moyen de l’invention.
Présentation générale
Dans le procédé selon l’invention, on exécute les étapes successives suivantes :
- on dépose un matériau de frittage sur l'un parmi un composant électronique et un substrat,
- on chauffe le matériau de façon à placer une température du matériau dans un pic exothermique préalable qui précède un pic exothermique de frittage sans que sa température atteigne un maximum du pic exothermique préalable,
- on fixe au matériau l'autre parmi le composant et le substrat de sorte que le matériau est interposé entre eux, et
- on presse le matériau à chaud de façon à réaliser son fluage, avant de procéder à son frittage.
L’objectif de la première étape de chauffage est d’obtenir une pâte séchée qui puisse ensuite être mise en oeuvre sous pression pour la faire fluer sous un composant jusqu’à l’épaisseur choisie. L’activation du matériau est obtenue par le séchage de la partie enduite avec le matériau, seule, à une température comprise entre 140 et 150 °C. Ce séchage peut se faire sous air, sous gaz neutre ou sous vide avec extraction.
Il s’agit d’un séchage au pic exothermique préalable pendant un temps ne dépassant pas 40 minutes. En dessous de ce pic, il n’est pas possible d’appliquer une pression sur la pâte (car la pâte chasse sous l’action de la pression). Au- dessus de ce pic, lors de l’étape de fluage ultérieure lors du frittage, la pression ou l’altitude du bras servant à exercer une pression ne sont pas en mesure de varier de la quantité souhaitée et le frittage n’est pas effectif. La plupart du temps, dans ce cas, la puce est fissurée.
Des analyses couplées par calorimétrie différentielle à balayage (DSC) et par thermogravimétrie (TGA) ont été menées. Elles ont été effectuées sous air et sous argon afin de déterminer quel rôle joue la combustion des solvants dans leur élimination.
Ainsi, la figure 1 montre l’évolution de la masse du matériau de frittage (mesurée par TGA) repérée sur l’axe des ordonnées à gauche, en fonction de la température de chauffage qu’on lui applique en abscisse. De même, elle montre l’évolution de son énergie par la mesure de DSC sur l’axe des ordonnées à droite, en fonction de cette même variable. La courbe de DSC est exprimée en pV/mg et non en mW/mg. Ces analyses couplées DSC/TGA portent ici sur une pâte de frittage à base d’argent sous air. Il s’agit de la pâte commercialisée par la société Henkel sous le nom LOCTITE ABLESTIK SSP 2020. Les creusets utilisés étaient en alumine. On expose le matériau à un chauffage progressif avec une vitesse de montée en température de 10° C/min.
Que l’expérience soit faite sous air ou sous argon, la courbe de TGA montre que la perte de masse de cette pâte n° 1 (et donc l’évacuation des solvants) s’effectue en deux temps : une première perte de masse, majeure, débute à 130°C dans les deux cas (première bosse 2 visible sur la figure) et une seconde, mineure, s’observe au-delà de 250° C.
La perte de masse majeure coïncide à partir de 130°C avec deux petits pics sur la courbe de DSC. Le premier 6 est plutôt endothermique, l’autre 8 est exothermique. La petite taille des pics 6, 8 peut s’expliquer par le fait que, thermiquement, les deux phénomènes, plus ou moins simultanés, se compensent.
Concernant le premier pic 6, la perte de masse qui s’initialise à 130°C est représentative de l’évaporation des solvants et c’est une donnée fournie par le fabricant. Elle se poursuit en pratique jusqu’à 170.8°C. Dans cette zone, le solvant reste présent et bloque clairement la formation d’oxyde d'argent (Ag2Û3) qui pourrait avoir lieu sinon en dessous de 150°C. La figure 2 illustre en effet les domaines de stabilité thermodynamique de l’argent et de son oxyde en fonction de la température et de la pression partielle en oxygène. Elle montre que, dans une atmosphère composée de 20% d’oxygène, l’oxyde d’argent n’est pas thermodynamiquement stable au-delà de 150°C. En dessous de cette température, bien que thermodynamiquement possible, la réaction d’oxydation de l’argent ne se produit pas car elle est cinétiquement bloquée, ce qui est le cas sur la figure 1 grâce à la présence d’un composé de protection organique dans la pâte.
Le premier (et petit) pic exothermique 8 qui apparaît sur la figure 1 à partir de 151 ,2°C et qui a son maximum à 170.8°C n’est mentionné ni par le fabricant ni dans la littérature.
On le retrouve sur une analyse similaire faite sous air sur une pâte à fritter d’une autre marque, elle aussi à base d’argent, et illustrée à la figure 3. Il s’agit de la pâte commercialisée par la société Heraeus sous le nom Magic® DA295A. (Des analyses similaires peuvent être faites sur une pâte commercialisée sous le nom Argomax® Alpha® par la société MacDermid Alpha Electronics Solutions et sur une pâte commercialisée sous le nom Quicksinter® par la société Indium Corporation). Ici le premier pic exothermique 8 démarre à 192.4 et a son maximum à 198.7°C. Là encore, il n’est pas mentionné par le fabricant. Dans tous les cas, seule l’évaporation des solvants à 130°C est mentionnée par les fabricants ou la littérature. Or, entre 130°C et 170°C, d’autres phénomènes majeurs sont présents.
Au-delà de 130°C et en dessous de 170°C, on se retrouve avec des flocons d’argent non oxydés ayant une taille comprise entre quelques centaines de nanomètres et quelques dizaines de microns et des traces de solvants.
La DSC couplée à la TGA montre clairement que, sous air, lors de la perte de masse majeure, il y a concurrence entre un phénomène exothermique et un phénomène endothermique (combustion et évaporation). En revanche, sous argon, la perte de masse principale correspond à un pic endothermique. Cela signifie que, sous gaz neutre, la perte de masse principale se fait plus par évaporation que par décomposition des solvants. Cependant, cette concurrence des phénomènes qui apparaissent dans cette zone, mais potentiellement à des températures différentes suivant les pâtes, donne naissance au pic exothermique 8 de la courbe de DSC qui est le marqueur de l’activation des paillettes d’argent pour un fluage ou un frittage ultérieur.
On observe que ce pic exothermique 8 précède immédiatement le pic exothermique principal 10 associé au frittage.
Si on dépasse une température de 170°C, au-delà du premier pic exothermique 8 donc, le frittage commence à se produire (la pâte est rendue solide mais pas encore suffisamment densifiée), de sorte que la pâte n'est plus conformable aux surfaces en présence par une application de pression et de température, pour un fluage ou par besoin d’adhérence.
A l’inverse, si on interrompt la première étape de chauffage avant le démarrage du pic exothermique 8 avec un minimum à 151.2°C mais un début d’apparition du phénomène vers 140°C sur la figure 1 et vers 192.4°C sur la figure 3, la pression appliquée lors du frittage ne permet pas un fluage contrôlé du matériau. En effet, on fait face alors à un épanchement incontrôlé de la pâte comme si l’on appliquait la pression sur une pâte liquide non séchée. Il n’est pas alors possible d’obtenir une pâte qui soit conformable en surface (fluage horizontal) et en épaisseur (fluage vertical). Pour contrôler ce fluage sur le volume qui lui est dédié, il faut appliquer la pression sur un joint qui a subi un séchage préalable en conformité avec la définition de ce pic exothermique préalable 8.
Lors d’une expérimentation, le pic exothermique préalable 8 est à déterminer sous air car il n’apparaît pas dans la DSC sous gaz neutre ou sous vide.
Sur la base de ces éléments, on met en oeuvre l’invention comme suit à titre d’exemple.
Premier mode de réalisation
Nous allons décrire un premier mode de réalisation de l’invention.
On met en oeuvre le procédé dans une installation 20 comme celle de la figure 4. Elle comprend : - un support ou bâti 22,
- un organe tel qu’un bras 24 monté mobile par rapport au support apte à exercer une pression,
- une platine 21 fixée à l’extrémité inférieure du bras et s’étendant en regard du support,
- des moyens de chauffage 27, et
- des moyens de commande 29 aptes à commander l’exécution du procédé.
Dépôt du matériau
Dans une première étape, on dépose un matériau de frittage 26 sur l'un parmi un composant électronique 28 et un substrat 30, par exemple le substrat 30.
L'étape de dépôt a lieu ici en disposant le matériau en boustrophédon suivant un serpentin continu comme illustré à la figure 5, en formant avec le matériau des boudins en contact mutuel comme illustré à la figure 6, par exemple sur une hauteur maximale R de 10 pm. Les boudins présentent par exemple un diamètre B compris entre 100 et 300 pm. L'étape de dépôt a lieu en l’espèce de sorte qu’une épaisseur de matériau est comprise entre 60 pm et 140 pm. On dépose le matériau sur le substrat de sorte que, à l’issue du procédé, le matériau dépasse des bords du composant 28, notamment sur une distance comprise entre 10 et 150 pm des bords du composant. Le diamètre des serpentins de pâte dépend de l’épaisseur finale à atteindre en fin de frittage. Il ne conditionne pas les étapes du procédé car, une fois séchée en conformité avec le pic exothermique préalable 8, la pâte 26 se conforme au besoin, autorisant un aplanissement total des serpentins (on n'observe pas de cavité sous les composants) pour former un unique parallélépipède rectangle de surface et d'épaisseur définies. On peut ainsi obtenir des épaisseurs de couche de liaison variables, comprises entre 1 et 10 mm.
La pâte est choisie parmi des références commerciales.
Le matériau de frittage est étalé par distribution automatique ou manuelle à température ambiante. On préfère en effet le mettre en place par distribution plutôt que par sérigraphie car son application par sérigraphie ne permet pas de limiter les remontées sur plusieurs dizaines de microns en hauteur lors du démoulage de l’écran de sérigraphie. Par ailleurs, la distribution donne une très bonne maîtrise du taux de cavités en fin de frittage, notamment un taux inférieur à 1% sur la surface du composant.
Activation du matériau par séchage préalable
Ensuite, on chauffe le matériau 26 de façon à placer la température du matériau dans la phase croissante du pic exothermique préalable 8 qui précède le pic exothermique de frittage 10 sans que la température du matériau atteigne le maximum du pic exothermique préalable 8 (170,8°C sur la figure 1 ).
Cette première étape de chauffage a lieu en l’espèce pendant une durée comprise entre 10 et 40 minutes à une température comprise entre 140° C et 150°C.
Ce chauffage a lieu au choix sous air ou dans un environnement comprenant au moins 90% d'azote, éventuellement sous une pression inférieure à la pression atmosphérique.
Fixation
Ensuite, on fixe au matériau 26 le composant 28 de sorte que le matériau est interposé entre le composant 28 et le substrat 30.
Si le substrat est destiné à un assemblage avec un composant et un autre substrat (ce qui est le cas d'une structure 3D en sandwich comme celle de la figure 7), le composant est aligné avec le matériau puis pressé sur celui-ci à température ambiante entre 0.4 et 2 MPa pour permettre son adhérence sur le substrat pour la manipulation manuelle ou automatique de l’ensemble formé par le substrat et le composant. L’ensemble peut ainsi être retourné, déplacé et manipulé pour permettre les opérations ultérieures en vue d'obtenir la structure 3D.
Dans d’autres cas, le composant 28 est simplement mis en contact avec le matériau 26 sur le substrat puis l’étape de frittage proprement dite est effectuée.
Fluage Ensuite, en effet, dans l'installation 20 de la figure 4, on applique une pression sur le matériau 26 et on le chauffe de façon à réaliser son fluage. La pression est obtenue comme illustré à la figure 4 en pressant le matériau au moyen du bras 24 entre le composant 28 et le support 22, contre le substrat 30. Cela produit alors le fluage de la pâte.
Durant cette étape, on mesure une pression du bras 24 en appui sur le matériau 26 et on détermine si la pression varie sur une amplitude prédéterminée, par exemple comprise entre 5 % et 15 %, pendant une durée prédéterminée, par exemple inférieure à 30 secondes. Le fluage est acceptable en l’espèce lorsque la pression mesurée a varié entre 5 à 15% de sa valeur originale puis se stabilise en moins de 30 secondes.
De plus, on mesure une position du bras 24 en appui sur le matériau 26 et on détermine si sa position varie sur une amplitude prédéterminée pendant une durée prédéterminée. La position mesurée est ici la distance de la platine 21 à la face du substrat 30 recevant le matériau 26. La variation de position correspond donc à la variation d'épaisseur de la pâte. On considère en l'espèce que le fluage est acceptable lorsque cette distance a varié entre 30 et 40 % de la distance avant le début du frittage (par exemple elle passe de 100 pm à une valeur située entre 60 et 70 pm) dans un temps qui ne dépasse pas 30 secondes. La variation de distance h a été illustrée sur la figure 4.
Ces étapes sont effectuées grâce à des moyens d'asservissement classiques.
Une fois cette étape réalisée, le matériau est prêt à être fritté dans une étape ultérieure de chauffage pour que le composant soit fermement fixé au substrat.
L’invention est applicable notamment lorsque le composant 28 est dit fin, à savoir présente une surface de contact avec le matériau, à l’issue du procédé, telle que
D * E =< 2.3.102 mm2 où :
- D désigne une plus grande diagonale de la surface de contact, et
- E désigne une épaisseur maximale de l’élément. L’invention est également applicable à la réalisation d’une structure sandwich ou 3D comme celle de la figure 7. Cette structure comprend ici deux substrats 30 entre lesquels sont interposés deux composants 28 de dimensions différentes l'un de l'autre. En particulier, les deux composants 28 diffèrent par leur hauteur. Une couche de matériau de frittage 26 est interposée entre le premier composant 28, à gauche sur la figure, et le substrat inférieur, et une autre couche 28 est interposée entre ce même composant et le substrat supérieur 30. Deux autres couches de matériau de frittage 26 sont pareillement interposées entre le composant de droite 28 et les substrats respectifs 30. L'agencement peut comprendre un plus grand nombre de composants interposés entre les deux substrats de cette façon. Ou encore, un plus grand nombre de composants peuvent être empilés les uns avec les autres dans un même empilement avec interposition d'une couche de matériau de frittage entre deux composants, entre les deux substrats.
Pour réaliser l'agencement de la figure 7, on dispose les deux couches inférieures de matériau de frittage 26 sur le substrat inférieur 30 puis on effectue l'étape de séchage de ce matériau.
Ensuite on installe les deux composants 28 et on applique par-dessus les deux autres couches de matériau de frittage. On procède ensuite à une nouvelle étape de séchage.
On applique ensuite le substrat supérieur 30. Pour cela, on presse les composants entre les deux substrats, notamment à température ambiante et dans un environnement sous une pression de gaz comprise entre 0.4 et 2 MPa.
On effectue ensuite le fluage simultané de toutes les couches de matériau 26. Pour cela, on place un matelas en silicone sous la platine et l’on presse l’ensemble des composants, par exemple sous 250° C/10 MPa. Durant cette dernière étape, la pression appliquée par le bras permet de maintenir un parallélisme entre les deux faces des substrats en regard l'une de l'autre et donc de rattraper les différences de hauteur entre les composants 28.
On procède ensuite au frittage du matériau.
Deuxième mode de réalisation Dans ce deuxième mode, on met en oeuvre d'abord un procédé de test d’un matériau de frittage.
On chauffe un échantillon de test du matériau de frittage en l’exposant à une température croissante.
Durant le chauffage, on mesure une température du matériau. On détecte une première valeur de température de chauffage correspondant à un début (151 ,2°C sur la figure 1 ) d'un pic exothermique préalable 8 qui précède un pic exothermique de frittage 10. Cette valeur est un minimum local. On détecte aussi une deuxième valeur de température de chauffage correspondant à un maximum du pic exothermique préalable 8 (170,8°C sur la figure 1 ). Ces tests sont menés par exemple comme les analyses précitées.
Ensuite, on met en oeuvre un procédé pour assembler un composant électronique à un substrat d'une façon similaire au premier mode de réalisation. Le procédé comprend cette fois les étapes successives suivantes :
- on dépose une portion du matériau 26 sur l'un parmi un composant électronique 28 et un substrat 30,
- on chauffe la portion 26 en l’exposant à une température supérieure à la première valeur et inférieure à la deuxième valeur,
- on fixe à la portion l'autre parmi le composant et le substrat de sorte que la portion est interposée entre le composant et le substrat, et
- on presse à chaud la portion de façon à réaliser un fluage du matériau.
On réalise ensuite le frittage.
On pourra apporter à l’invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci.

Claims

Revendications
1. Procédé pour assembler un composant électronique à un substrat, comprenant les étapes successives suivantes :
- on dépose un matériau de frittage (26) sur l'un parmi un composant électronique (28) et un substrat (30),
- on chauffe le matériau (26) de façon à placer une température du matériau dans un pic exothermique préalable (8) qui précède un pic exothermique de frittage (10) sans que la température du matériau atteigne un maximum du pic exothermique préalable,
- on fixe au matériau (26) l'autre parmi le composant (28) et le substrat (30) de sorte que le matériau est interposé entre le composant et le substrat, et
- on presse le matériau (26) à chaud de façon à réaliser un fluage-du matériau.
2. Procédé selon la revendication précédente dans lequel l'étape de dépôt a lieu de sorte qu’une épaisseur du matériau (26) est comprise entre 60 pm et 140 pm.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de dépôt a lieu en disposant le matériau (26) en boustrophédon.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de dépôt a lieu en formant avec le matériau (26) des boudins (32) en contact mutuel, par exemple sur une hauteur maximale (R) de 10 pm, les boudins présentant par exemple un diamètre (B) compris entre 100 et 300 pm.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de dépôt a lieu en déposant le matériau (26) sur le substrat (30) de sorte que, à l’issue du procédé, le matériau dépasse des bords du composant (28), notamment sur une distance comprise entre 10 et 150 pm des bords du composant (28).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel l'étape de dépôt a lieu en déposant le matériau (26) sur le composant (28) en retrait de bords du composant, notamment en retrait de 20 à 50 pm des bords du composant.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la première étape de chauffage a lieu à une température comprise entre 140° C et 150°C.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la première étape de chauffage a lieu pendant une durée comprise entre 10 et 40 minutes.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel, le substrat (30) étant un premier substrat, le pressage du matériau a lieu entre le premier substrat et un deuxième substrat (30).
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel durant le pressage :
- on mesure une pression d’un organe (24) en appui sur le matériau (26) et on détermine si la pression varie sur une amplitude prédéterminée, par exemple comprise entre 5 % et 15 %, pendant une durée prédéterminée, par exemple inférieure à 30 secondes, et/ou
- on mesure une position de l’organe (24) en appui sur le matériau et on détermine si la position varie sur une amplitude prédéterminée, par exemple comprise entre 30 % et 40 %, pendant une durée prédéterminée, par exemple inférieure à 30 secondes.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel on effectue en outre une étape de frittage du matériau.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel un élément parmi le composant (28) et le substrat (30) présente une surface de contact avec le matériau (26), à l’issue du procédé, telle que
D * E =< 2.3.102 mm2 où :
- D désigne une plus grande diagonale de la surface de contact, et
- E désigne une épaisseur maximale de l’élément.
13. Procédé pour assembler un composant électronique à un substrat, comprenant les étapes successives suivantes :
- on chauffe un échantillon de test d’un matériau de frittage (26) en l’exposant à une température croissante,
- durant le chauffage, on mesure une température du matériau (26) et on détecte une première valeur de température de chauffage correspondant à un début d'un pic exothermique préalable (8) qui précède un pic exothermique de frittage (10) et une deuxième valeur de température de chauffage correspondant à un maximum du pic exothermique préalable,
- on dépose une portion du matériau (26) sur l'un parmi un composant (28) électronique et un substrat (30),
- on chauffe la portion en l’exposant à une température supérieure à la première valeur et inférieure à la deuxième valeur,
- on fixe à la portion l'autre parmi le composant (28) et le substrat (30) de sorte que la portion est interposée entre le composant et le substrat, et
- on presse la portion à chaud de façon à réaliser un fluage du matériau.
14. Installation (20) pour assembler un composant électronique à un substrat, l’installation comprenant :
- un support (22),
- un organe (24) apte à exercer une pression,
- des moyens de chauffage (27), et
- des moyens (29) aptes à commander l’exécution d’un procédé selon au moins l’une quelconque des revendications précédentes.
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