Elaboration de circuits et composants électroniques céramique/métal par fabrication additive

Discipline

Matériaux céramiques et traitement de surface

Classification

Physique,

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

HTCC, Procédé additif, Micro-extrusion, Hyperfréquence

Mots-clés

Matériaux céramiques - Effets des hautes températures,

Stéréolithographie,

Matériaux céramiques - Extrusion

Les recherches actuelles concernant l’obtention de pièces HTCC se limitent essentiellement aux procédés dits conventionnels que sont le coulage en bande pour la partie céramique diélectrique et la sérigraphie pour la partie métallique conductrice. Ainsi, un procédé de fabrication additive hybride levant les limitations liées à ces procédés a été développé à l’IRCER pour permettre la construction de pièces céramique/métal présentant un réseau métallique complexe dans les trois dimensions. Ce procédé composé d’un appareil de stéréolithographie pour la partie céramique et d’une tête d’extrusion pour la partie métallique permet d’élaborer des géométries innovantes pour le packaging électronique. Le but de ces travaux de thèse a été d’améliorer les propriétés des composants élaborées en remplaçant le métal actuel par du molybdène, meilleur conducteur électrique que le tungstène auparavant utilisé, d’optimiser le cycle de déliantage pour limiter le taux de carbone résiduel dans les pièces finales et d’améliorer les propriétés mécaniques et électriques des composants. Ainsi, les composants alumine/molybdène élaborés par ce procédé additif hybride présentent des propriétés satisfaisantes du point de vue mécanique, électrique mais aussi dans le domaine de l’hyperfréquence. En parallèle, une formulation de suspension céramique photosensible pour la stéréolithographie, basée sur une phase organique soluble dans l’eau, a été mise au point, pour réduire la quantité de résine, faciliter le nettoyage des pièces construites avec un solvant aqueux et améliorer le recyclage des déchets.