Etalement par tournette ´

Pour tenter de compenser ce manque d’uniformit´e dans la r´egion du site de brasure et avoir un environnement de travail s´ecuritaire, l’´etalement par tournette a ´et´e ´etudi´e. Comme les adh´esifs retenus sont orient´es pour manipuler des tranches de silicium, les tournettes sont souvent utilis´ees et cette derni`ere option sera aussi utilis´ee dans le pr´esent projet. La figure 3.20 sch´ematise bien l’appareil permettant de faire l’´etalement par tournette.

Figure 3.20 Sch´ema d’une tournette pour ´etalement de r´esine avec pression sous vide pour maintenir le substrat (´echantillon).

Une fois l’´echantillon positionn´e sur le porte ´echantillon, une grande quantit´e d’adh´esif est d´epos´ee sur l’´echantillon afin de bien recouvrir la surface totale `a couvrir par l’adh´esif. La rotation de l’´echantillon ´elimine ensuite la partie superflue de l’adh´esif pour ne laisser qu’une mince couche tr`es uniforme en centre de l’´etalement, mais dont les cˆot´es sont affect´es par les effets de bord. En effet, comme le pr´esente la figure 3.21, l’adh´esif ´etal´e passe par plusieurs ´etats lors du processus d’amincissement de l’adh´esif. Initialement, la quantit´e d’adh´esif laisse une surface plutˆot uniforme, mais l’´epaisseur de l’adh´esif est beaucoup trop grande et pourrait difficilement empˆecher les lamin´es de gauchir vu les mouvements potentiels dans l’´epaisseur de l’adh´esif lors de changements de temp´erature. En d´ebutant les rotations, la majeure partie de l’adh´esif se dirige vers la p´eriph´erie de l’´echantillon tout en amincissant le centre du d´epot. Apr`es quelques rotations, le d´epot est d´ej`a beaucoup plus mince, mais manque beaucoup d’uniformit´e et requiert plusieurs centaines de rotations pour uniformiser la majeure partie du d´epot. La p´eriph´erie conserve une ´epaisseur sup´erieure au reste de l’´etalement comme mentionn´e pr´ec´edemment. La forme carr´ee de l’´echantillon vient donner une ´epaisseur encore plus importante d’adh´esif dans ces r´egions [75]. On assume que l’´etalement est suffisamment uniforme dans la r´egion du site de brasure o`u l’on d´esire que la plan´eit´e soit optimale et que l’impact des effets de

3.4. TECHNIQUE D’´ETALEMENT DES ADH´ESIFS 57 bord peut ˆetre compens´e par l’application de pression lors du collage des ´echantillons les uns aux autres.

Figure 3.21 Comportement de l’adh´esif d´epos´e au cours des diff´erents stades d’´etalement lors la rotation de l’´echantillon sur tournette [76].

Ici, deux techniques ont ´et´e exp´eriment´ees. Des ´etalements par tournette sur le support temporaire ont ´et´e effectu´es, mais des tests ont aussi ´et´e faits en effectuant l’´etalement par tournette directement sur le lamin´e avant de faire le collage du lamin´e au support temporaire en raison du design contraignant du support temporaire, lorsque perfor´e (figure 3.12).

Dans les deux cas, la tournette utilis´ee se servait d’une pression sous vide sur le porte- ´echantillon afin de maintenir en place le substrat qui allait recevoir l’´etalement. Dans les cas d’une tranche de silicium, la faible rugosit´e de surface permet un sceau tr`es efficace entre le porte-´echantillon et la tranche, mais une plaque de m´etal contient habituellement plus de d´efauts de surface et sa rugosit´e de surface ne permet pas un sceau aussi efficace, tout comme un lamin´e qui comporte des chip bumps. Un sceau ad´equat peut ˆetre obtenu en utilisant un ruban adh´esif de kapton `a l’endroit o`u l’on d´esire tenir le support temporaire, ou le lamin´e. De plus, dans le cas du lamin´e, comme on d´esire faire l’´etalement sur le dessous du lamin´e (« bottom side module », soit BSM), il faut tenir le lamin´e du cˆot´e o`u du site de brasure (« top side module », soit TSM) `a l’aide du porte-´echantillon et un ruban adh´esif de kapton posititionn´e sur la r´egion du site de brasure permet non seulement de maintenir un bon sceau pour l’´etalement, mais prot`ege aussi le site de brasure contre toute impuret´e qui aurait pu se d´eposer sur le porte-´echantillon par des d´epˆots pr´ec´edents. Une inspection visuelle suite `a l’´etalement assure l’absence de r´esidus sur le site de brasure.

Des tests d’´evaluation de l’´epaisseur des adh´esifs dans la r´egion du site de brasure ont ´et´e tent´es une fois que le lamin´e ´etait coll´e au support temporaire. L’hypoth`ese ´etait qu’une technique utilisant une mesure d’´epaisseur par laser simultan´ement sur le lamin´e et sous le support temporaire permettrait d’´evaluer l’´epaisseur de l’adh´esif en soustrayant `

a la valeur mesur´ee les ´epaisseurs connues du lamin´e et du support temporaire. Bien que logique en soi, les mesures se sont av´er´ees inutiles puisque les variations d’´epaisseur ´etaient principalement caus´ees par le support temporaire et non par le lamin´e comme le montre la figure 3.22 o`u un ´echantillon typique de ce qui ´etait mesur´e est montr´e. La variation de hauteur mesur´ee sur le site de brasure ´etait tr`es faible par rapport `a la variation de hauteur mesur´ee du cˆot´e du support temporaire et empˆechait d’´evaluer convenablement l’´epaisseur de l’adh´esif dans la r´egion du site de brasure. Il serait possible d’effectuer des mesures infrarouge en substituant le support temporaire par une tranche de silicium dans des travaux futurs puisque les tranches de silicium sont transparentes aux rayonnements infrarouges [77].

(a) (b) (c)

Figure 3.22 Tentative d’´evaluation d’´epaisseur de l’adh´esif dans la r´egion du site de brasure par mesure non destructive. (a) Combinaison de la mesure du support temporaire en (b) et de la mesure du site de brasure en (c). L’´echelle en (a) combine l’´epaisseur du lamin´e de 420 μm et de la pr´esence potentielle d’adh´esif. L’axe des X et des Y repr´esente la surface de la puce ´electronique de 20,5 x 20,5 mm.