Emballage électronique
Bienvenue dans le monde de l'emballage électronique. Novice dans le domaine ou ingénieur expérimenté en quête d'informations techniques détaillées, cette page est un véritable centre de ressources, offrant un contenu complet pour un public diversifié : ingénieurs, fabricants, fournisseurs en électronique, et passionnés de technologie.
Aperçu
- L’emballage électronique et sa fonctionnalité
- Domaines d'application types
- Informations sur la technologie constitutive et les processus de fabrication
- Description des différents types et niveaux
- Matériaux et principes de conception communs
- La fiabilité, un facteur clé
- Futures tendances
- L’expertise et les produits SCHOTT
En remontant la page, vous accéderez à un récapitulatif des notions fondamentales. Si vous souhaitez approfondir vos connaissances, rendez-vous à la rubrique dédiée à la technologie des produits. Accédez aux rubriques concernant les matériaux et la conception, ainsi que celles liées aux aspects spécifiques de la fiabilité.
La section concernant les futures tendances vous offre un aperçu des innovations EP. Pour plus d’informations sur les solutions d’emballage proposées par SCHOTT, veuillez consulter l’aperçu des principaux produits.
Qu’est-ce que l’emballage électronique ?
L'emballage électronique désigne à la fois les processus de conception et de fabrication qui protègent les composants électroniques, ainsi que les produits ou systèmes issus de ces procédés.
Il englobe la création de structures et de boîtiers destinés à protéger les composants électroniques, les dispositifs semi-conducteurs et les systèmes contre les dommages physiques, les contraintes environnementales et les interférences électromagnétiques. Cela inclut également le choix des matériaux et des conceptions optimisés pour garantir la durabilité des composants, tout en leur conférant des fonctionnalités spécifiques, comme la protection contre les décharges électrostatiques (ESD).
L'emballage électronique joue un rôle crucial. Les appareils et systèmes électroniques que nous utilisons au quotidien – des smartphones aux ordinateurs – nécessitent tous une forme d'emballage qui assure leur performance et leur fiabilité.
Quand l’emballage électronique est-il utile ?
L’emballage électronique est un facteur essentiel pour les performances, la sécurité et la longévité des composants et des appareils. Plongez dans ses différents cas d’utilisation, de la protection contre les menaces environnementales à l’optimisation des fonctionnalités, en garantissant la sécurité et en améliorant l’expérience utilisateur :
Quelles sont les applications courantes où l’emballage électronique est important ?
Aujourd’hui, les emballages électroniques se trouvent presque partout, des appareils portables aux satellites qui résistent à des conditions difficiles dans l’espace. Comme il joue un rôle central dans un grand nombre de domaines divers, il est impossible de répertorier toutes ses utilisations sur une seule page.
Exemples d’applications courantes :
Technologie d'emballage électronique
Quels sont les différents niveaux d’emballage des systèmes électroniques ?
L’emballage des systèmes électroniques peut être classé en niveaux hiérarchiques. Le niveau auquel l’emballage appartient dépend de facteurs tels que les besoins de l’application, les conditions environnementales, les contraintes de taille et les considérations de coût. Cliquez sur les signes « plus » dans le graphique ci-dessous pour en savoir davantage sur les différents niveaux.
Niveau de wafer
Niveau 0 – Puce de circuit intégré
Niveau 1 – Composant
Niveau 2 – Carte de circuit imprimé
Niveau 3 – Module
Niveau 4 – Système
Niveau de wafer
Niveau 0 – Puce de circuit intégré
Niveau 1 – Composant
Niveau 2 – Carte de circuit imprimé
Niveau 3 – Module
Niveau 4 – Système
Quels sont les différents types d’emballages électroniques ?
Les types d’emballages peuvent aller de simples boîtiers en plastique à des emballages spécialisés en céramique ou verre-métal. Le choix de l’emballage dépend de nombreux facteurs, notamment le type et la taille du composant, les exigences de l’application, les considérations relatives à la dissipation de chaleur, les caractéristiques électriques et le processus de fabrication. Une autre question clé est de savoir s’il faut un joint entièrement hermétique.
Comment les emballages électroniques sont-ils fabriqués ?
Les emballages électroniques sont fabriqués à l’aide d’une série de processus de fabrication conçus pour enfermer et protéger les circuits intégrés et d’autres composants. En même temps, ils doivent fournir des connexions électriques et assurer une dissipation de chaleur correcte.
Le processus de fabrication varie pour
-
Les boîtiers de circuits intégrés traditionnels :
Ici, la puce est placée directement sur le cadre en plomb sans qu’une cavité ne soit nécessaire. Des matériaux époxy conducteurs, un collage eutectique ou un brasage sont utilisés pour monter l’électronique sur le support respectif. L’électronique intégrée est ensuite reliée aux conducteurs par un processus de liaison de fils ou de flip chip. L’étape finale consiste à utiliser l’encapsulation ou le surmoulage pour s’assurer qu’aucun gaz ne reste entre la puce et le matériau d’encapsulation. -
Les boîtiers à cavité :
Certains boîtiers, en particulier ceux utilisés pour les composants optiques ou les systèmes micro-électromécaniques (MEMS), peuvent nécessiter une cavité pour maintenir ou monter les composants électroniques et optiques. Des traversées sont intégrées pour permettre le passage des signaux électriques et de l’alimentation à travers l’enceinte. L’environnement à l’intérieur de l’emballage peut être de l’air ambiant, de l’air sec, un gaz d’insertion ou un vide. Une fois l’environnement interne souhaité obtenu, la cavité est fermée ou scellée.
Futures tendances dans l’emballage électronique
Qu’est-ce qui stimule le développement des emballages électroniques ?
Un certain nombre de facteurs influencent le développement des matériaux, des conceptions et des processus de fabrication pour répondre aux exigences en constante évolution de l’industrie électronique. Parmi les principaux moteurs de l’innovation figurent la miniaturisation, la fiabilité et le rendement énergétique. Malgré le besoin continu d’augmenter la fonctionnalité et les performances, il existe également une pression simultanée pour réduire les coûts.
En ce qui concerne les tendances spécifiques, il faut intégrer le plus de fonctionnalités possible directement sur la puce de semi-conducteur. Les approches système sur puce (SoC) et système en boîtier (SiP), par exemple, sont utilisées pour intégrer un large éventail de composants et de fonctions sur des puces uniques pour les applications mobiles ou l’Internet des objets.
Lorsque plusieurs fonctions sont intégrées sur une seule puce, il est nécessaire d'emballer un seul appareil, au lieu de plusieurs composants individuels. Cela simplifie le processus d’emballage global tout en augmentant les performances, en réduisant la consommation d’énergie et en réduisant le facteur de forme global.
Des efforts sont également déployés pour effectuer davantage de processus d’emballage au niveau des plaquettes, où plusieurs puces peuvent être traitées simultanément. Cela optimise l’efficacité de la production et le rendement global, tout en réduisant également le besoin d’emballages traditionnels.
Comment les emballages électroniques peuvent-ils répondre aux exigences de su marché de la miniaturisation ?
Aujourd’hui, la miniaturisation est l’une des tendances les plus importantes dans la technologie des emballages électroniques. Qu’il s’agisse d’un nouveau dispositif médical ou de la dernière technologie portable, le besoin de composants plus petits, plus légers et plus écoénergétiques repoussent les limites.
Alors que les appareils ne cessent devenir plus petits, de nouvelles approches sont envisagées pour créer des emballages légers et compacts tout en offrant une protection supérieure. Il s’agit notamment de l’empilage de puces et de l’emballage 3D, qui optimisent l’utilisation de l’espace, lequel est limité à l’intérieur des smartphones. À mesure que les composants électroniques deviennent plus petits, il est également devenu possible de les intégrer de manière transparente dans les tissus et les substrats flexibles. Cela permet une gamme de fonctions entièrement nouvelles telles que le suivi des signes vitaux et l’amélioration des performances sportives. Avec ces technologies avancées, de nouveaux types de solutions d’emballage spécialisées, compactes et biocompatibles sont nécessaires pour protéger et intégrer ces composants électroniques. Le mouvement plus large de sensibilisation à l'environnement dans l’électronique grand public a également mis de plus en plus l’accent sur l’utilisation de matériaux durables.
Conclusion
L’emballage électronique est essentiel non seulement pour protéger les composants et les appareils électroniques, mais aussi pour garantir leur fonctionnalité et leurs performances. En intégrant également la gestion thermique, les connexions électroniques, la réduction des interférences et le soutien structurel, l’emballage électronique permet d’obtenir des dispositifs efficaces, fiables et adaptés à une grande variété d’industries. Alors que l’électronique devient de plus en plus intégrée dans la vie quotidienne, les solutions d’emballage continueront de s’adapter au besoin d’améliorer les performances, la compacité et la durabilité.
Auteur Robert Hettler, Directeur R&D Optoélectronique
Références
-
Roth, A. (1994), Vacuum sealing techniques, Oxford
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Blackwell, G. (2017), The Electronic Packaging Handbook, IEEE Press
-
Harper, C., Miller, M. (1993), Electronic Packaging, Microelectronics and Interconnection Dictionary, McGraw-Hill, Inc.
-
John Lau, C.P. Wong, John L. Prince, Wataru Nakayama (1998), Electronic Packaging, Design, Materials, Process and Reliability, McGraw-Hill, Inc.
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Schneider, S. (1991), Engineered Materials Handbook, Volume 4, Ceramics and Glasses, The Materials Information Society
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