Thèse soutenue

Etude des interactions dans le système Cu/SnAg dans le cadre d'assemblages par TLPB des composants électroniques de puissance
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Auteur / Autrice : El Mostafa Barik
Direction : Fiqiri HodajCharlotte Gillot
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie
Date : Soutenance le 18/12/2020
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Science et ingénierie des matériaux et procédés (Grenoble)
Jury : Président / Présidente : Michel Vilasi
Examinateurs / Examinatrices : Ioana Nuta, Yvan Avenas
Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Laurence Giorgi, Luis Filippe Malheiros

Résumé

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Le domaine de l’électronique de puissance est en plein essor grâce aux avancées technologiques de la microélectronique. Des systèmes encore plus puissants sont en développement, certains déjà commercialisés, grâce à l’émergence des matériaux WBG (Wide Bande Gap) tels que le GaN et SiC. Ces nouveaux matériaux posent de nouveaux problèmes au niveau du packaging. Dans ce travail, nous avons étudié les assemblages Cu/SnAg par solidification isotherme (TLPB), qui permet d’augmenter la température de fusion du joint. L’objectif de ce travail est d’étudier la transformation du joint d’assemblage Cu/SnAg /Cu en intermétalliques ε-Cu3Sn et η-Cu6Sn5 grâce aux interactions entre Cu et Sn liquide entre 250 et 350°C. Cette transformation permet d’augmenter la température de fusion du joint de 227°C à 404°C (température de fusion de la phase η), garantissant ainsi une meilleure fiabilité du packaging. Dans ce cadre, les interactions interfaciales Cu/Sn liquide ont été étudiées afin d’évaluer la cinétique de croissance et l’évolution morphologique et microstructurale des intermétalliques et de déterminer les mécanismes physicochimiques mis en jeu lors de ces interactions. Le même type d’étude a été faite sur les interactions en phase solide entre Cu et Cu6Sn5 qui permettent de transformer le joint en Cu3Sn dont la température est de fusion est 726°C.