Contribution à la réalisation par technologies additives hybrides de composants microondes 3D multi-matériaux

Discipline

Sciences et ingénierie pour l'information

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Fabrication additive, Multi-matériaux, Substrats polymères, Recuit laser, Composants microonde, Recuit ohmique, Caractérisation HF, Rugosité de surface

Mots-clés

Dispositifs à micro-ondes,

Composants électroniques,

Impression 3D,

Conduction électrique

Ces travaux de thèse portent sur l’amélioration des performances de composants microondes 3D multi-matériaux réalisés par des technologies additives hybrides, en s'appuyant sur des techniques de recuit pour optimiser la conductivité électrique de pistes métalliques imprimées, et l’étude de différentes méthodes de caractérisation haute fréquence (HF) pour caractériser ces conducteurs. L'étude bibliographique réalisée a conduit à la sélection de technologies d’impression directe, telles que le jet d’aérosol (AJP) et la micro-extrusion de matière (nScrypt) pour les couches métalliques, ainsi que l’impression 3D de polymère PEKK. L’un des principaux apports de ces travaux réside dans l’intégration de techniques de recuit in situ, comme le recuit laser, directement intégré dans la machine nScrypt, permettant de fritter les dépôts métalliques immédiatement après impression, afin de maximiser leurs propriétés conductrices. Le recuit ohmique a également été exploré comme méthode complémentaire, notamment pour les lignes métalliques imprimées par micro-extrusion, avec des résultats prometteurs pour l'amélioration significative de la conductivité. En parallèle, des méthodes innovantes de caractérisation HF de la conductivité ont été développées. Ces approches reposent sur des sondes spécifiques permettant des caractérisations à la fois sans contact et en contact direct, afin de mesurer la conductivité HF sur des zones réduites et de cartographier la conductivité des surfaces métalliques imprimées en tenant compte de la rugosité de surface. Cette démarche s’inscrit dans un objectif global d'intégration de ces innovations dans un équipement de fabrication additive hybride, optimisant ainsi la performance de composants microondes 3D (lignes de transmission, résonateurs, ...).