Optimisation et réalisation d’un package pour MEMS RF

Sujets de thèse 2013

Intitulé de la thèse
Optimisation et réalisation d’un package pour MEMS RF
Publication du sujet sur le site de l’ABG : OUI
Nature du financement : Convention CIFRE
Domaine de compétences principal (pour l’ABG) : Informatique, électronique
Domaine de compétences secondaire (pour l’ABG) : Sciences pour l’Ingénieur
Spécialité de doctorat : Electronique des hautes fréquences, Photonique et Systèmes

Lieu de travail
Laboratoire Xlim – UMR CNRS 7252 – 123 Av Albert Thomas, 87060 LIMOGES
Date Limite de candidature : 15/06/2013
Laboratoire d’accueil : XLIM/MINACOM

Présentation de l’équipe de recherche
: Le département MINACOM regroupe 31 permanents et 45 doctorants et est organisé autour de trois équipes étroitement liées: MINT, OPTOPLAST et MACAO. Les travaux se dérouleront dans l’équipe MIcro et Nano structures pour les Télécoms (MINT) qui développe de nouvelles technologies permettant la micro fabrication de composants comme les MEMS et l’intégration de matériaux innovants pour des applications dans le domaine des microondes, de l’optique et de la biologie.

Résumé de la thèse en français
Durant la thèse, l’étudiant sera amené à concevoir puis fabriquer en salle blanche des micro boitiers de quelques centaines de micromètres. Celui‐ci a pour vocation de protéger le composant électronique MEMS de l’environnement extérieur et de garantir son fonctionnement stables. Plusieurs solutions techniques pour le scellement du package seront étudiées pendant la thèse, et validés par différents tests disponibles au laboratoire
Dans une première partie, l’étudiant devra optimiser la forme du package sans dégrader les performances électroniques du composant. Dans une seconde partie, l’étudiant fera la conception des masques de lithographie puis la fabrication des packages en salle blanche grâce à des techniques de dépôt et de gravure disponibles au laboratoire. Des mesures en radiofréquence viendront valider sa réalisation. Ce travail se déroulera en coopération avec AirMems, une start-up du laboratoire.

Résumé de la thèse en anglais
In the thesis, the student will design and manufacture in cleanroom micro packages of a few hundred micrometers. It aims to protect the MEMS component from the external environment and ensure stable operation. Several technical solutions for sealing the package will be studied during the thesis, and validated using various tests available in the laboratory
In the first part, students will optimize the shape of the package without degrading the RF performances. In a second part, students will design masks and make the packages in cleanroom environment using deposition and etching techniques available in the laboratory. RF measurements will validate the fabrication steps.

Description complète du sujet de thèse
L’objectif de cette thèse est d’étudier les packages de composants MEMS RF. L’approche proposée consiste à étudier un ensemble d’étapes qui permettent de placer une structure mécanique en film mince au dessus des composants MEMS, pour réaliser une protection à la fois mécanique mais aussi hermétique. L’objectif est de rendre cette étape d’encapsulation compatible et intégrée avec les autres étapes de fabrication issues de la microélectronique.
Le travail débutera par une modélisation complète des micro-boitiers grâce aux outils de simulation électromagnétiques disponibles au laboratoire. En particulier, le doctorant devra optimiser les dimensions des circuits de façon à diminuer les parasites qui peuvent être générés par la présence du micro package. Ensuite, plusieurs réalisations seront conduites au laboratoire et le doctorant pourra valider les étapes de conception qu’il a menées. Les mesures en paramètres S, qui seront réalisées grâce aux équipements disponibles au laboratoire, permettront de valider les résultats de simulations.
Dans un deuxième temps, le doctorant devra étudier l’herméticité des packages, en concevant des éprouvettes de test spécifiques, et en imaginant des protocoles de test adaptés à la nature RF des composants étudiés. Enfin, une dernière partie pourra consister à développer des procédures

Objectifs scientifiques de la thèse
Analyse, conception, réalisation et mesure de micro packages en technologie MEMS pour les systèmes de télécommunication.

Compétences à l’issue de la thèse
A l’issue de la thèse, le docteur formé aura des compétences en en fabrication de composants MEMS en salle blanche, en mesure de dispositifs passifs dans le domaine micro-ondes et en fiabilité des composants microélectroniques

Mots clés (séparés par des virgules)
RF-MEMS, Packaging, capacités variables, conception, fabrication, mesure, télécommunications
Conditions restrictive de candidature (nationalité, âge, …) : NON

Expérience/profil souhaité(e)
bac+5 (Master 2 ou ingénieur) en électronique des hautes fréquences

Modalité de dépôt des candidatures
CV + Lettre de Motivation

Directeur de thèse
Pierre BLONDY
Adresse mail du directeur de thèse : pierre.blondy@xlim.fr
Téléphone Directeur de thèse : 05 87 50 67 33

Co-directeur de thèse
Romain STEFANINI
Adresse mail du co-directeur de thèse : r.stefanini@airmems.com
Téléphone co-Directeur de thèse : 06 75 47 13 82
Cofinancement LABEX SigmaLIM demandé : NON
Thèse pour Action transverse : NON

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