INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les contraintes en tension dans le canal d’un transistor NMOS et en compression dans le canal d’un transistor PMOS permettent d’améliorer les performances des transistors, en particulier en matière de mobilité des porteurs. Cela étant, classiquement l’utilisation des contraintes mécaniques dans les canaux des transistors présente des difficultés dans la mesure où elles engendrent une diminution de la tension de seuil du transistor et ainsi une augmentation des fuites de courant. Or, la polarisation négative du caisson de type P et la polarisation positive du caisson de type N engendrent une augmentation des tensions de seuil des transistors respectifs, permettant ainsi de bénéficier des avantages des contraintes mécaniques dans les canaux des transistors sans en subir les inconvénients.
Selon un mode de réalisation, ledit au moins un transistor PMOS comporte une région de canal en alliage de silicium-germanium, dans le film semiconducteur respectif, avec une concentration de germanium supérieure à 25% en pourcentage atomique.
De manière analogue, l’utilisation d’une région de canal en composé de silicium-germanium à forte dose de germanium, permet d’améliorer les performances des transistors PMOS, mais engendre en contrepartie une diminution de la tension de seuil du transistor. Là-encore, la polarisation positive du caisson de type N engendre une augmentation de la tension de seuil des transistors PMOS, permettant ainsi de bénéficier des avantages de la composition de silicium-germanium dans les canaux sans en subir les inconvénients.
La représente un aéronef 1 muni d’un système 10 de gestion continue en vol d’un générateur de faisceaux 11 embarqué dans l’aéronef 1. Ce système 10 comporte le générateur de faisceaux 11 émettant le faisceau lumineux, des senseurs 20, un calculateur 13 et au moins un dispositif de visualisation 15.
Un dispositif de visualisation 15 peut être un écran 16 agencé sur un tableau de bord 5 de l’aéronef 1. Le dispositif de visualisation 15 peut aussi être intégré à un casque 7 d’un opérateur 2 en charge du générateur de faisceaux 11, et projeter des images sur une visière 17 du casque 7. La visière 17 est transparente ou semi-transparente et permet d’avoir une vision directe du paysage extérieur à l’aéronef 1. Le dispositif de visualisation 15 permet ainsi d’afficher des images sur la visière 17 en surimpression de cette vision directe du paysage extérieur à l’aéronef 1. Le dispositif de visualisation 15 peut aussi être une partie du parebrise de l’aéronef 1 ou encore une tablette numérique embarquée dans l’aéronef 1, voire tout autre moyen d’affichage.
Le générateur de faisceaux 11 peut être utilisé par l’opérateur 2 pour diriger un faisceau en direction d’un objet 50 afin de pointer cet objet 50 ou afin par exemple de le désigner comme cible pour un projectile utilisant le faisceau pour être guidé jusqu’à l’objet 50. L’objet 50 peut être au sol, par exemple un véhicule ou un bâtiment, ou en l’air, par exemple un aéronef.
Le générateur de faisceaux 11 peut aussi être utilisé par l’opérateur 2 pour diriger un faisceau lumineux en direction d’une zone afin d’illuminer cette zone, par exemple pour permettre à des personnes équipées d’éléments de vision adaptés d’avoir une vision amplifiée et/ou améliorée de cette zone, par exemple la nuit.
Le faisceau lumineux peut être visible ou non visible par l’œil humain selon la ou les longueurs d’ondes composant ce faisceau. Le faisceau peut comporter une succession d’impulsions lumineuses ou bien être un faisceau continu.
Le calculateur 13 peut comprendre, par exemple, au moins un processeur et au moins une mémoire, au moins un circuit intégré, au moins un système programmable, au moins un circuit logique, ces exemples ne limitant pas la portée donnée à l’expression calculateur. Le terme processeur peut désigner aussi bien une unité centrale de traitement connue sous l’acronyme CPU, une unité graphique de traitement GPU, une unité digitale spécialisée dans le traitement de signaux connue sous l’acronyme DSP, un microcontrôleur…
Le système 10 peut comporter un ou plusieurs senseurs 20, tels que des instruments de mesures, des capteurs ou des caméras, transmettant des signaux analogiques ou numériques, sous forme électrique ou optique, au calculateur 13. Le calculateur 13 est relié par une liaison filaire ou une liaison sans fil au générateur de faisceaux 11 et peut aussi être relié par une liaison filaire ou une liaison sans fil à chaque senseur 20. Le générateur de faisceaux 11 peut également être éventuellement relié par une liaison filaire ou une liaison sans fil à chaque senseur 20.
On entend par « senseur », un capteur physique capable de mesurer directement le paramètre en question mais aussi un système pouvant comprendre un ou plusieurs capteurs physiques, voire une ou plusieurs caméras ainsi que des moyens de traitement du signal ou de l’image permettant de fournir une estimation du paramètre à partir des mesures ou des images fournies par ces capteurs physiques. De manière similaire, on désignera par mesure de ce paramètre aussi bien une mesure brute issue d'un capteur qu'une mesure obtenue par un traitement du signal plus ou moins complexe à partir de mesures brutes.
Par exemple, les senseurs 20 peuvent comporter une centrale inertielle 23 et/ou un récepteur de localisation 24 d’un système de localisation par satellites. La centrale inertielle 23 et/ou le récepteur de localisation 24 peuvent également être intégrés au générateur de faisceaux 11 afin de déterminer d’une part les mouvements du générateur de faisceaux 11 caractérisant sa stabilité et, d’autre part, un angle de visée α du faisceau. Cet angle de visée α est défini entre la ligne de visée, à savoir la direction suivie par le faisceau, et par exemple un plan horizontal perpendiculaire à la direction de la gravité terrestre.
En effet, la centrale inertielle 23 peut mesurer notamment des accélérations angulaires à partir desquelles les mouvements de l’aéronef 1 et du générateur de faisceaux 11 peuvent être déduits. Le récepteur de localisation 24 fournit une position de l’aéronef 1, par exemple sous forme de coordonnées dans un référentiel terrestre, les variations de cette position définissant les mouvements de l’aéronef 1 et du générateur de faisceaux 11.
La connaissance des mouvements du générateur de faisceaux 11, indépendamment des mouvements de l’aéronef 1, permet d’en déduire un angle de variation du faisceau en ajoutant la déviation angulaire due aux mouvements de l’aéronef 1 en vol avec la divergence angulaire due au générateur de faisceaux 11 lui-même. Toutefois, la part due au générateur de faisceaux 11 est très faible relativement à la part due aux mouvements de l’aéronef 1 et peut éventuellement être négligée. L’angle de variation Δ α du faisceau est défini de part et d’autre de la ligne de visée.
Les senseurs 20 peuvent comporter un système électro-optique 25 permettant de mesurer la stabilité du générateur de faisceaux 11 et d’en déduire l’angle de variation Δ α du faisceau.
Les senseurs 20 peuvent comporter au moins un dispositif de capture d’images 26, tel qu’une caméra ou un appareil photographique, embarqué dans l’aéronef 1. Le calculateur 13 permet de déterminer, par un traitement de plusieurs images captées successivement par un dispositif de capture d’images 26, les mouvements du faisceau sur l’objet 50 et d’en déduire l’angle de variation Δ α du faisceau.
Les senseurs 20 peuvent comporter une radiosonde 27 mesurant une hauteur H de l’aéronef 1, selon une direction verticale, parallèle à la direction de la gravité terrestre, par rapport au sol survolé.
Les senseurs 20 peuvent comporter un capteur 28 de type LIDAR permettant de scanner l’environnement de l’aéronef 1 avec un faisceau laser et de détecter des objets, des obstacles et le relief du terrain. Le calculateur 13 peut alors, en fonction des informations fournies par le capteur 28 de type LIDAR, réaliser sensiblement en temps réel une modélisation en trois dimensions du terrain. Le calculateur 13 peut également réaliser sensiblement en temps réel une telle modélisation en trois dimensions du terrain à l’aide d’images fournies par un dispositif de capture d’images 26 si celui-ci est stéréoscopique ou à l’aide des images de deux dispositifs de capture d’images 26. Une modélisation en trois dimensions du terrain peut aussi être stockée dans une mémoire reliée ou intégrée au calculateur 13, par exemple sous la forme d’une base de données de terrain.
L’assemblage formé par l’empilement de couches 21-25 et le capot 30 peut ensuite être retourné, pour faciliter la gravure ultérieure du substrat 21. Après ce retournement, le substrat 21 est avantageusement aminci, par exemple par gravure DRIE ou par broyage (« grinding » en anglais) puis CMP, de préférence jusqu’à atteindre une épaisseur comprise entre 30 µm à 300 µm, soit l’épaisseur souhaitée pour le premier bras de transmission 14.
L’étape S11 de la consiste à graver le substrat 21 (éventuellement aminci) jusqu’à la première couche sacrificielle 22 de façon à créer un accès jusqu’au piston 11 et à délimiter le premier bras de transmission 14. La gravure du substrat 21 est de préférence sélective par rapport à la première couche sacrificielle 22. Le substrat 21 peut être gravé par DRIE.
Comme cela est illustré sur la , la gravure du substrat 21 pour créer un accès vers la face arrière du piston 11 peut être inscrite à l’intérieur de la périphérie du piston 11, de façon à ne pas déboucher sur la cavité 22’ formée à l’étape S9 (cf. ) par la gravure partielle (et involontaire) de la première couche sacrificielle 22. Ainsi, la gravure de l’étape S11 ne s’étend pas au piston 11 comprenant la deuxième portion 23b de la première couche structurelle 23 (membrane 111) et la portion désolidarisée de la deuxième couche structurelle 25 (structure de rigidification 112). A l’intérieur de la périphérie du piston 11, la première couche sacrificielle 22 (ex. en oxyde de silicium) sert de couche d’arrêt à la gravure du substrat 21 (ex. en silicium), préservant ainsi la deuxième portion 23b de la première couche structurelle 23 sous-jacente (ex. en silicium). Cela évite de créer des fuites d’air importantes entre le volume arrière 12 (soumis à la pression de référence) et la deuxième cavité 13 ouverte sur l’environnement extérieur (et donc soumise à la pression atmosphérique), de part et d’autre de la membrane 111.
Enfin, à l’étape S12 (cf. ), la première couche sacrificielle 22 est gravée de façon à découvrir la deuxième portion 23b de la première couche structurelle 23 (autrement dit de façon à exposer une deuxième face opposée de la membrane 111) et la désolidariser du substrat 21 (ici seule la deuxième portion 22b de première couche sacrificielle 22 est gravée). A l’issue de l’étape S12, le piston 11 est libre de se déplacer. L’étape S12 peut donc être qualifiée de deuxième étape de libération du piston 11.
Les figures 5A-5D représentent des étapes d’un procédé de fabrication du capot 30 employé dans le transducteur électroacoustique 1 des figures 2 et 3.
Lors d’une première étape S21 représentée par la , un deuxième substrat 31 (de préférence en matériau semi-conducteur, par exemple en silicium) est gravé de manière à former une cavité 103b comprenant avantageusement des piliers 104b ou plusieurs cavités 103b séparées (latéralement) par des cloisons. Chaque pilier 104b ou cloison est formé par une portion en saillie du substrat 31.
Puis, lors d’une deuxième étape illustrée par les figures 5B-5D, une troisième couche structurelle 32 est reportée sur le substrat 21, de manière à rendre étanches la ou les cavités 103b.
A l’instar de l’étape de report de la première couche structurelle 23 décrite en relation les figures 4D-4E, l’étape de report de la troisième couche structurelle 32 peut comprendre deux sous-étapes S22-S23 : le collage S22 sur le deuxième substrat 31 d’un substrat de report 40’ (de préférence une structure multicouche SOI) comprenant la troisième couche structurelle 32 (cf. ) ; l’amincissement S23 du substrat de report 40’ jusqu’à la troisième couche structurelle 32, par exemple par gravure ou par broyage et CMP (cf. Figs.5C-5D).
Le substrat de report 40’ est aminci jusqu’à la troisième couche structurelle 32 au moins en regard de la cavité 104b. Une ou plusieurs portions du substrat de report 40’ peuvent être conservées autour de la cavité étanche 104b, afin d’augmenter le volume arrière 12. Dans le cas d’une structure multicouche SOI, l’amincissement S23 du substrat de report 40’ peut être effectué en deux opérations successives illustrées par les figures 5C et 5D : S23 (a) : gravure de la couche de support 41’ (typiquement en silicium) de la structure multicouche jusqu’à la couche d’oxyde enterrée 42’ (typiquement en SiO 2 ) (cf. ) ; et S23 (b) : gravure de la couche d’oxyde enterrée 42’ sélectivement par rapport à la troisième couche structurelle 32, de préférence par gravure humide (ex. HF) (cf. ).
De manière plus générale, le procédé de fabrication des figures 5A-5D permet d’obtenir une structure 30 munie d’une ou plusieurs cavités étanches 103b en surface. Cette structure peut trouver d’autres applications que le capot du transducteur acoustique 1.
Pour obtenir le transducteur électroacoustique 1 selon la , le procédé de fabrication de transducteur selon les figures 4A-4L est mis en œuvre en reportant, à l’étape S10 de la , un capot 30 obtenu par la mise en œuvre du procédé des figures 5A-5D.
Pour obtenir le transducteur électroacoustique 1 selon la , les étapes des figures 5A-5D sont mises en œuvre pour fabriquer le capot 30 et une variante du procédé de fabrication de transducteur selon les figures 4A-4L est mise en œuvre.
L’empilement 20 utilisé comme point de départ de cette variante de procédé comprend successivement le substrat 21, la première couche sacrificielle 22 et la première couche structurelle 23, mais pas de cavités étanches 103a aménagées à l’intérieur de la première couche sacrificielle 22 (cf. ). La première couche sacrificielle 22 s’étend alors sur toute la surface du substrat 21. Typiquement, l’empilement 20 peut être une structure multicouche de type SOI.
La variante de procédé ne comprend alors aucune des étapes S1-S5 visant à former la cavité étanche 103a (de la première paroi 101), mais simplement une étape de fourniture de l’empilement 20. La deuxième couche sacrificielle 24 peut ne pas comprendre la première portion 24a et la deuxième couche structurelle 25 peut ne pas être gravée en dehors du piston (bien que cela soit utile pour agrandir le volume arrière 12).
Le piston 11 peut être dépourvu de structure de rigidification 112. Les étapes S6 (formation de la deuxième couche sacrificielle 24), S7 (formation de la deuxième couche structurelle 25), S8 (gravure de la deuxième couche structurelle 25) et S9 (retrait de la deuxième couche sacrificielle 24) peuvent alors ne pas être mises en œuvre.
Selon un aspect particulier de l’invention, le capteur optoélectronique comporte un boîtier dans lequel est logée une puce photosensible à face active plane, avec sur la face opposée du boitier des broches de connexion électrique connectées au circuit imprimé à travers l’ouverture du berceau.
Selon un aspect particulier de l’invention, la hauteur de la protubérance est choisie de manière à obtenir un volume d’espace vide entre la base et le circuit imprimé.
Selon un aspect particulier de l’invention, le capteur est moulé dans une résine en époxy.
L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un module électronique 3D selon l’invention comprenant les étapes suivantes : fixer le capteur optoélectronique au berceau par collage sur les bords de l’ouverture centrale à l’aide d’une colle thermiquement conductrice. percer le circuit imprimé pour réaliser des trous alignés avec les bossages de fixation du berceau et la protubérance de la pièce de drainage. Assembler l’ensemble formé par le capteur optoélectronique et le berceau au circuit imprimé après insertion des bossages de fixation dans les trous dédiés. Assembler l’ensemble formé par le capteur optoélectronique, le berceau et circuit imprimé à la pièce de drainage thermique par insertion de la protubérance dans le trou dédié et par collage des extrémités de la base aux bossages d’appui à l’aide d’une colle thermiquement conductrice.
Selon un aspect particulier de l’invention, le procédé comprend en outre une étape de moulage capteur optoélectronique dans une résine en époxy après l’étape de fixation i).
la illustre une première vue en perspective du module électronique selon un premier mode de réalisation de l’invention.
la illustre une seconde vue en perspective du module électronique selon le premier mode de réalisation de l’invention.
la illustre une vue en coupe du module électronique selon le premier mode de réalisation de l’invention.
la illustre une vue en perspective de la pièce de drainage thermique selon le premier mode de réalisation de l’invention.
la illustre une vue en perspective du module électronique selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
la illustre une vue en coupe du module électronique selon le deuxième mode de réalisation de l’invention.
la illustre une vue en perspective de la pièce de drainage thermique selon le deuxième mode de réalisation de l’invention.
la illustre une vue en perspective de la pièce de drainage thermique selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
la illustre une vue en perspective de la pièce de drainage thermique selon un quatrième mode de réalisation de l’invention.
la illustre un organigramme des étapes du procédé de fabrication d’un module électronique 3D selon l’invention.
Les parois internes d’échange thermique 21 s’étendent sensiblement dans un plan formé par la première direction X et la troisième direction Z, permettant de ne pas perturber la direction globale de circulation du premier flux de fluide 10 et du deuxième flux de fluide 20 dans l’échangeur 1 selon la première direction X.
Les parois internes d’échange thermique 21 sont munies de plaques et/ou d’ailettes 24. Les plaques et aillettes 24 contribuent aux échanges thermiques entre le premier flux de fluide 10 et le deuxième flux de fluide 20. Les plaques et ailettes 24 permettent ainsi d’améliorer l’efficacité thermique de l’échangeur 1. Un échangeur 1 muni de plaques et/ou ailettes est dit échangeur à plaques et/ou ailettes.
Afin de ne pas surcharger le dessin, toutes les plaques et aillettes 24 n’ont pas été représentées sur la . On comprend en effet que les plaques et/ou ailettes 24 peuvent être arrangées sur tout ou partie des parois internes d’échange thermique 21, c’est-à-dire sur tout ou partie de la surface du côté du premier circuit et/ou sur tout ou partie de la surface du côté du deuxième circuit.
Une pluralité de parois internes d’échange thermique 21 est arrangée de façon à former des couches successives dans la deuxième direction Y.
Les parois externes 22 peuvent être disposées sur tout ou partie du contour extérieur de l’échangeur 1, à l’exception des entrées et des sorties du premier flux de fluide 10 et du deuxième flux de fluide 20.
La circulation de fluide au sein de l’échangeur 1 est ainsi limitée à la circulation du premier flux de fluide 10 et du deuxième flux de fluide 20 entre leurs entrées et leurs sorties respectives.
Les parois externes 22 permettent également de réduire les échanges thermiques entre d’une part un volume intérieur de l’échangeur 1 comprenant le premier flux de fluide 10 et le deuxième flux de fluide 20,et d’autre part un volume situé à l’extérieur de l’échangeur 1, de façon à favoriser les échanges thermiques entre le premier flux de fluide 10 et le deuxième flux de fluide 20.
Au moins une partie sécable de jonction 30 peut être arrangée entre une paroi interne d’échange thermique 21 et une paroi externe 22. En particulier, une partie sécable de jonction 30 peut être arrangée entre une paroi interne d’échange thermique 21 et une paroi externe 22 à une position pour laquelle la paroi interne d’échange thermique 21 et la paroi externe 22 sont en vis-à-vis l’une de l’autre, c’est-à-dire une position pour laquelle la distance entre la paroi interne d’échange thermique 21 et la paroi externe 22 est minimale.
La structure des parties sécables de jonction 30 sera décrite plus en détail relativement aux figures 7 à 9.
Comme représenté sur la , une pluralité de parties sécables de jonction 30 peuvent être arrangées selon la première direction X, notamment entre une même paroi interne d’échange thermique 21 et une même paroi externe 22.
Une pluralité de parties sécables de jonction 30 peuvent être arrangées selon la deuxième direction Y, entre une paroi externe 22 et des parois internes d’échange thermique 21 distinctes.
Des déformations peuvent avoir lieu lors de la fabrication additive de l’échangeur 1, entraînant la fabrication d’un échangeur 1 hors des tolérances de conception prévues, entraînant une dégradation des performances thermiques voire un endommagement de l’échangeur 1.
Par exemple, de telles déformations peuvent être causées par la mise en porte-à-faux de pièces durant la fabrication additive, notamment des parois internes d’échange thermique 21, rendant difficile la bonne maîtrise de la distance entre les parois internes d’échange thermique 21 et des parois externe 22.
De plus, le fonctionnement de l’échangeur 1 implique des températures de fluides différentes entre le premier flux de fluide 10 et le deuxième flux de fluide 20, associées à des contraintes thermomécaniques compliquant davantage la bonne maîtrise de l’espacement entre les parois internes d’échange thermique 21 et les parois externe 22.
Un espacement trop faible entre les parois internes d’échange thermique 21 et les parois externes 22 entraînerait le risque d’un contact entre les parois internes d’échange thermique 21 et les parois externes 22, ce qui pourrait endommager les parois internes d’échange thermique 21 et les parois externes 22 et entraîner une fuite de fluide depuis l’un des circuits de fluide vers l’autre des circuit de fluide ou vers l’extérieur de l’échangeur 1, ou encore pourrait constituer un pont thermique vers l’extérieur de l’échangeur 1 et ainsi une perte d’efficacité thermique.
Un espacement trop élevé entre les parois internes d’échange thermique 21 et les parois externes 22 augmenterait la propension de l’un des flux de fluides (le deuxième flux de fluide 20, selon le mode de réalisation de la ) à contourner les parties centrales de l’échangeur 1, réduisant ainsi l’efficacité thermique de l’échangeur 1.
Dans ce mode de réalisation l’épaulement interne 72 est situé à équidistance de l’extrémité inférieure 62 et de l’extrémité supérieure 30 de la paroi externe 60.
La jupe interne 70 et la paroi externe 60 forment ainsi un logement 74 annulaire dans lequel vient se loger la base 14.
La jupe interne 70 est ainsi configurée pour se fixer de manière amovible avec la base 14 du réceptacle 10.
Une portion supérieure de la surface interne de la paroi externe 60 comprend des stries 76 longitudinales qui s’étendent parallèlement les unes aux autres, ici sur toute la hauteur s’étendant de l’extrémité supérieure de la paroi externe vers l’épaulement interne 72. Ces stries 76 permettent de bloquer en rotation le produit cosmétique logé dans la recharge 12.
Une portion inférieure de la surface interne de la paroi externe 60 forme une surface interne du logement 74. Cette surface interne comprend des stries 78 d’antirotation qui s’étendent longitudinalement, parallèlement les unes aux autres, ici sur toute la hauteur s’étendant de l’extrémité inférieure de la paroi externe vers l’épaulement interne 72. Ces stries 78 permettent d’entraîner en rotation le manchon inférieur 18 et la base 14.
De façon avantageuse, la jupe interne 70 comprend un bourrelet 80 s’étendant annulairement sur la surface externe de la jupe interne 70. Le bourrelet 80 coopère avec la base 14 de sorte à bloquer tout mouvement axial entre le manchon inférieur 18 et la base 14, autrement dit entre la recharge 12 et la base 14.
Dans le mode de réalisation illustré, la base 14, visible à la , comprend une paroi 82 longitudinale s’étendant d’un fond inférieur 84 transversal vers une extrémité supérieure 86 ouverte délimité par un bord supérieur 88.