INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La représente, très schématiquement et sous forme de blocs, un mode de réalisation d'un dispositif électronique 400 formé dans et sur une structure du type de la structure décrite en relation avec la .
Selon un mode de réalisation, le dispositif 400 est formé entièrement dans et sur un structure du type de la structure 100 décrite en relation avec la , c'est-à-dire une structure comprenant du Nitrure de Gallium (GaN), et plus particulièrement, une structure composée d'un substrat semiconducteur ayant une face recouverte d'une couche de Nitrure de Gallium. Autrement dit, le dispositif 400 est formé entièrement dans et sur une structure monolithique du type de la structure 100 décrite en relation avec la .
Selon un mode de réalisation, le dispositif 400 est un dispositif électronique adapté à supporter des hautes tensions, c'est-à-dire des tensions allant jusqu'à 650 V. Pour cela, le dispositif 400 comprend un transistor de puissance 401 et un circuit analogique de commande 450 du transistor de puissance 401.
Le transistor de puissance 401 est un transistor HEMT à mode d'émission, ou transistor e-mode, ou transistor normalement OFF comprenant une borne de drain 401D, deux bornes de source 401S1 et 401S2, et une borne de grille 401G. La borne de source 401S1 est, en pratique, disposée entre la borne de source 401S2 et la borne de grille 401G du transistor 401. Le transistor de puissance 401 est dimensionnée pour supporter une tension maximale de l'ordre de 650 V sa borne de drain 401D et sa borne de source 401S1 ou 401S2.
En pratique, le transistor de puissance 401 est un assemblage de plusieurs transistors e-mode en parallèle. Un exemple d'assemblage pouvant formé le transistor 401 est décrit en relation avec la .
Le circuit analogique de commande 450 est adapté à commander le transistor de puissance 401. Le circuit 450 comprend : - un circuit de pilotage 451 (DRIVER) du transistor 401 ; - des circuits logiques 452 (LOGIC) ; - des circuits régulateurs de tension 453 (REG) ; - un circuit de protection contre les surchauffes 454 (OT Prot) ; - un circuit de protection contre les surintensités 455 (OC Prot) ; - une résistance 456 ; et - un ou plusieurs circuits de protection contre les décharges électrostatiques 457 (ESD).
Le dispositif 400 comprend, en outre, des bornes de connexions d'entrée et de sortie, ou plot de connexion d'entrée et de sortie, représentées en par des blocs disposés sur la ligne délimitant le bloc formant le dispositif 400. Les bornes de connexion d'entrée et de sortie comprennent : - une borne 470 (DRAIN) de drain du transistor de puissance 401 reliée, de préférence connectée, à la borne 401D ; - une borne 471 (SOURCE) de source du transistor de puissance 401 reliée, de préférence connectée, à la borne 401S2 ; - une borne 472 (SGND) de référence ; - une borne 473 (DIAG_OC) de test des surintensités ; -- une borne 474 (DIAG_OT) de test des surchauffes ; - une borne 475 (IN) de commande d'entrée ; - une borne 476 (VDD) d'alimentation délivrant une tension d'alimentation du circuit de pilotage 451 ; - une borne 477 (DZ) de commande et de fourniture d'une tension d'alimentation ; et - une borne 478 (VCC) d'alimentation délivrant une tension d'alimentation du dispositif 400.
Des modes de réalisation pratiques de bornes de connexion sont décrites en relation avec les figures 29 à 31.
Le circuit de pilotage 451 (DRIVER) du transistor 401 comprend une borne d'alimentation 451SUPP, une borne d'alimentation de référence 451GND, une borne de commande 451CMD, ou borne d'entrée 451CMD, et une borne de sortie 451OUT. La borne de référence 451GND est reliée, de préférence connectée à la borne de source 401S1 du transistor de puissance 401 et à la borne de source 471 du dispositif 400. La borne de sortie 451OUT est reliée, de préférence connectée à la borne de grille 401G du transistor de puissance 401. Des exemples détaillés de circuits de pilotage 451 sont décrits en relation avec les figures 22 à 24.
Cette figure illustre une montre ECG selon l’état de la technique.
Description détaillée des modes de réalisation La présente description concerne un dispositif électronique portatif comprenant un capteur d’électrocardiogramme (ci-après : capteur ECG). Dans un mode de réalisation particulier, qui est celui illustré, le dispositif électronique portatif est une montre (ci-après : montre-ECG). La montre-ECG peut comprendre un bracelet. Néanmoins, dans le cadre de la présente description, le terme montre-ECG n’inclut pas nécessairement le bracelet, qui est généralement fabriqué ailleurs et qui peut être assemblé aux endroits de vente.
Les figures 1 à 3 représentent une montre-ECG 100 électronique, de type hybride (avec un cadran, des aiguilles mécaniques, et éventuellement un écran intégré au cadran) selon un premier exemple et les figures 6 à 7 représentent une montre-ECG 100 électronique selon un deuxième exemple.
Dans la présente description, la notion de « dessus », « dessous » est définie par rapport à la direction Z, le dessus étant en direction de la glace et le dessous étant en direction du fond de carrure, qui vont être décrits ci-après.
La montre-ECG 100 peut comprendre une carrure 110 et un fond de carrure 210 qui est configuré pour être au moins partiellement au contact de la peau du poignet de l’utilisateur. La carrure 110 et le fond de carrure 210 sont solidaires entre eux. Dans un mode de réalisation, comme illustré sur les figures, la carrure 110 et le fond de carrure 210 sont deux pièces distinctes. Dans un mode de réalisation non illustré sur les figures, le fond de carrure 210 est une pièce intégrée à la carrure 110. La carrure 110 peut comprendre une paroi latérale 112, qui est généralement visible lorsque la montre-ECG 100 est portée au poignet. La carrure 110 peut comprendre des cornes 114 (deux paires, de part et d’autre de la carrure 110) pour attacher un bracelet (non représenté sur les figures). La carrure 110 peut inclure une pluralité de pièces.
Dans le cas d’une « smartwatch » type Apple Watch, sous la glace 130, la montre-ECG comprend un écran, non représenté ici, qui occupe une largeur proche de la largeur de la montre-ECG 100. Dans un mode de réalisation, l’écran peut afficher des aiguilles. La glace 130 est alors le verre protecteur de l’écran.
La montre-ECG 100 peut comprendre en outre une lunette 140 (« bezel » en anglais), montée sur la carrure 110. La lunette 140 est positionnée autour de la glace 130 (radialement externe à la glace). La lunette 140 est une pièce de forme annulaire, essentiellement de révolution autour de la direction Z (à quelques modifications près).
Dans l’exemple illustré sur les figures 1 à 3, la lunette 140 est montée à rotation par rapport à la carrure 110. La rotation peut se faire pas à pas (par exemple cran à cran). L’utilisateur peut ainsi faire tourner la lunette 140. En variante, dans l’exemple illustré sur les figures 6 et 7, la lunette 140 est fixe par rapport à la carrure 110. Ainsi dans cette variante, la lunette 140 n’est pas rotative par rapport à la carrure 110.
La illustre une vue en coupe de la montre-ECG 100 selon le premier exemple. La carrure 110 comprend notamment un corps principal 310 (ou corps de carrure), qui comprend la paroi latérale 112. Sur la , le corps principal 310 comprend une ouverture 320 au niveau de la paroi latérale 112 pour permettre la mise en place de la couronne 330. La couronne 330 présente notamment un rôle d’interface utilisateur entre la montre-ECG 100 et l’utilisateur. A cette fin, la couronne 330 peut être mobile en rotation (ici autour de l’axe X) et/ou être mobile en translation (ici le long de l’axe X).
Le fond de carrure 210 peut être monté sur le corps principal 310. Dans la vue en coupe de la , le fond de carrure 210 comprend un renfoncement 340, qui est un plot de positionnement pour une station de charge de batterie. La carrure 110 peut aussi comprendre un support de lunette 350, monté sur le corps principal 310. La lunette 140 est notamment montée sur le support de lunette 350, dans une position radialement externe. La glace 130 est elle aussi montée sur le support de lunette 350, dans une position radialement interne.
La lunette 140 peut comprendre un corps de lunette 360, qui est monté sur la carrure 110. Le corps de lunette 360 peut intégrer directement (par gravure ou autre) le décor traditionnel d’une montre, de sorte que la lunette 140 soit formée intégralement par le corps de lunette 360. Alternativement, comme illustré en , la lunette 140 comprend en outre un anneau de visualisation 370 (aussi appelé « décor ») qui peut être monté (par exemple par collage, par exemple avec de l’adhésif double face) sur une face supérieure du corps de lunette 360. Le décor peut alors comprendre des marqueurs visuels.
Le corps de lunette 360 peut être en matériau conducteur, comme du métal (par exemple en acier inoxydable ou en alliage de titane). Alternativement, le corps de lunette 360 peut être en plastique chargé ou en céramiques conductrices. Alternativement encore, le corps de lunette 360 peut ne pas être conducteur et un revêtement conducteur est déposé sur tout ou partie du corps de lunette 360 (par exemple de la face supérieure ou de la face latérale externe jusqu’aux crans de la face inférieure).
Dans ce dispositif, le rôle de dissipateur thermique est rempli par le substrat qui est solidarisé à la puce électronique et au matériau d’encapsulation par l’intermédiaire des première et deuxième couches métalliques qui sont elles-mêmes solidarisées l’une contre l’autre par collage direct. Cette structure ne fait donc pas appel à un matériau d’interface thermique, tel qu’une colle ou une graisse thermique, pour assurer le lien entre l’élément de dissipation thermique et la puce. Cela a pour conséquence d’améliorer fortement la dissipation thermique réalisée au sein du dispositif pour évacuer la chaleur générée par la puce électronique étant donné que la liaison thermique formée par les première et deuxième couches métalliques est bien meilleure que celle obtenue en utilisant un matériau d’interface thermique tel qu’une colle ou une graisse thermique.
Dans un mode de réalisation particulier, les première et deuxième couches métalliques peuvent comporter du cuivre et/ou de l'or.
Dans une variante de réalisation, chacune des première et deuxième couches métalliques peut comporter une couche de cuivre et une couche d’or disposées l’une contre l’autre, les couches d’or pouvant être solidarisées par collage direct l’une contre l’autre. Un avantage de cette variante est que la température de mise en œuvre du collage direct Au-Au est inférieure à celle d’un collage direct Cu-Cu. Dans cette variante, chacune des première et deuxième couches métalliques peut comporter une couche supplémentaire formant une barrière de diffusion interposée entre la couche de cuivre et la couche d’or, ce qui permet de limiter une potentielle interdiffusion entre les couches de cuivre et d’or et ainsi limiter les risques de création de trous ou de fragilisation de la structure dans le temps. A titre d’exemple, une telle couche d’interdiffusion peut comporter du TiN ou du Ni et avoir une épaisseur comprise entre 5 nm et 50 nm.
Dans tous les cas, les première et deuxième couches métalliques sont réalisées telles que leur rugosité soit assez faible pour permettre un collage direct entre elles, cette faible rugosité pouvant être obtenue soit directement lors de la réalisation des première et deuxième couches métalliques, soit après une planarisation des première et deuxième couches métalliques.
Selon différentes configurations avantageuses, le substrat peut comporter au moins l’un des matériaux suivants : silicium, SiC, Cu, CuMo, CuW, AlN, AlSiC, et/ou le substrat peut comporter au moins une chambre de vapeur intégrée, et/ou le substrat peut comporter des structurations favorisant des échanges thermiques avec l’environnement extérieur. Les structurations peuvent par exemple correspondre à des tranchées gravées à travers une partie de l’épaisseur du substrat, et/ou peuvent servir à une circulation de fluide caloporteur.
Les éléments de connexion électrique peuvent être répartis sur une partie de la couche de redistribution dont la surface est plus grande que celle de la face d’interconnexion électrique de la puce électronique.
Le substrat peut être couplé électriquement à la puce électronique, par exemple pour réaliser une prise de masse pour la puce électronique, et/ou le substrat peut comprendre en outre au moins une couche de blindage électromagnétique.
L’invention concerne également un procédé de réalisation d’un dispositif électronique de type SiP, comprenant au moins : - report d’une puce électronique sur un premier substrat tel qu’une face d’interconnexion électrique de la puce électronique soit disposée du côté du premier substrat ; - encapsulation de la puce électronique dans un matériau d’encapsulation ; - réalisation d’au moins une première couche métallique sur le matériau d’encapsulation et la puce électronique ; - réalisation d’au moins une deuxième couche métallique sur un deuxième substrat ; - collage direct des première et deuxième couches métalliques l’une contre l’autre ; - désolidarisation du premier substrat vis-à-vis de la puce électronique et du matériau d’encapsulation ; - réalisation d’au moins une couche de redistribution couplée électriquement à la face d’interconnexion électrique de la puce électronique ; - réalisation d’éléments d’interconnexion électrique sur la couche de redistribution tels que les éléments d’interconnexion électrique soient couplés électriquement à la puce électronique par la couche de redistribution.
Ce procédé forme une solution de dissipation thermique intégrée au procédé de packaging et qui ne fait pas appel aux matériaux d’interface thermique.
Le procédé peut être tel que : - la réalisation de la première couche métallique comporte au moins un dépôt d’une première couche de cuivre sur le matériau d’encapsulation et la puce électronique, et - la réalisation de la deuxième couche métallique comporte au moins un dépôt d’une deuxième couche de cuivre sur le deuxième substrat.
Dans ce cas, le collage direct des première et deuxième couches métalliques l’une contre l’autre peut correspondre à un collage direct des première et deuxième couches de cuivre l’une contre l’autre.
En variante, le procédé peut être tel que : - la réalisation de la première couche métallique comporte en outre un dépôt d’une première couche d’or sur la première couche de cuivre, et - la réalisation de la deuxième couche métallique comporte en outre un dépôt d’une deuxième couche d’or sur la deuxième couche de cuivre, et - le collage direct des première et deuxième couches métalliques l’une contre l’autre correspond à un collage direct des première et deuxième couches d’or l’une contre l’autre.
De manière optionnelle, une planarisation des première et deuxième couches de cuivre peut être mise en œuvre avant le dépôt des première et deuxième couches d’or.
En outre, dans cette variante, la réalisation de la première couche de cuivre peut être suivie d’un dépôt d’une première couche de barrière de diffusion sur la première couche de cuivre, la première couche d’or étant ensuite déposée sur la première couche de barrière de diffusion. De même, la réalisation de la deuxième couche de cuivre peut être suivie d’un dépôt d’une deuxième couche de barrière de diffusion sur la deuxième couche de cuivre, la deuxième couche d’or étant ensuite déposée sur la deuxième couche de barrière de diffusion.
Dans une autre variante, le procédé peut être tel que : - la réalisation de la première couche métallique comporte au moins un dépôt d’une première couche d’or sur le matériau d’encapsulation et la puce électronique, et - la réalisation de la deuxième couche métallique comporte au moins un dépôt d’une deuxième couche d’or sur le deuxième substrat.
Le procédé peut comporter en outre, entre la réalisation de la deuxième couche métallique et le collage direct des première et deuxième couches métalliques, une planarisation de la première couche métallique et/ou de la deuxième couche métallique. Cette planarisation peut être mise en œuvre pour atteindre une faible rugosité des couches métalliques si cette faible rugosité n’est pas obtenue directement lors de la réalisation des couches métalliques.
Les figures 33 à 35 présentent des modes de réalisation d'applications du dispositif 400 décrits en relation avec les figures 4 à 31.
La représente, schématiquement et partiellement sous forme de blocs, un premier mode de réalisation d'une application du dispositif 400. Plus particulièrement, la comprend une vue (A) illustrant un schéma électrique du premier mode de réalisation, et une vue (B) illustrant des chronogrammes illustrant le fonctionnement du premier mode de réalisation. En vue (A), le dispositif 400 est représenté sous forme de blocs de la même façon qu'en . Toutes les variantes des circuits du dispositif 400 décrites en relation avec es figures 5 à 32 sont applicables ici.
En vue (A), le dispositif 400 est utilisé dans un système électronique 3200 pour former circuit convertisseur Boost (Boost Converter), c'est-à-dire une alimentation à découpage adaptée à convertir une tension VIN3200 d'entrée continue en une tension VOUT3200 de sortie continue de plus forte valeur. Selon un exemple, la tension VIN3200 est de l'ordre de 220 V ou de 311 V. Selon un exemple, la tension VOUT3200 est de l'ordre de 400 V.
Le système 3200 comprend le dispositif 400. La borne d'entrée 475 (IN) du dispositif 400 recevant une tension de commande de la part, par exemple, d'un processeur externe au système 3200. La borne 478 (VCC) reçoit un potentiel d'alimentation VCC3200. Les bornes de test 474 (DIAG_OT) et 473 (DIAG_OC) sont utilisées comme bornes de test du système 200.
Le système 3200 comprend, en outre, un transistor d'entrée C3201 disposé entre le noeud d'entrée IN2300, recevant la tension d'entrée VIN2300, et un noeud de référence REF3200. Ainsi, une première borne du condensateur C3201 est reliée, de préférence connectée, au noeud IN2300, et une deuxième borne du condensateur C3201 est reliée, de préférence connectée, au noeud de référence REF3200. Le condensateur C3201 est un condensateur de filtrage.
On caractérise les noirs de carbone par différentes propriétés, notamment par la surface spécifique, et par l’indice d’absorption d’huile d’échantillons comprimés (COAN pour « Compressed Oil Absorption Number » en anglais). Le COAN des noirs de carbone, est mesuré selon la norme ASTM D3493-16.
La surface spécifique BET des noirs de carbone est mesurée selon la norme D6556-10 (méthode multipoints (au minimum 5 points) – gaz : azote – domaine de pression relative P/P0 : 0.1 à 0.3).
L'état physique sous lequel se présente la charge inorganique est indifférent, que ce soit sous forme de poudre, de granulés, de billes ou toute autre forme densifiée appropriée.
La charge inorganique est de manière préférée choisie parmi les charges minérales du type siliceuse, en particulier de la silice (SiO 2 ), ou du type alumineuse, en particulier de l'alumine (Al 2 O 3 ), la craie, l’argile, la bentonite, le talc, le kaolin et leurs mélanges, de manière préférée parmi la silice, la craie, le talc, le kaolin et leurs mélanges, préférentiellement parmi la silice, le talc, le kaolin et leurs mélanges. De manière très préférée, la charge inorganique est choisie parmi la silice, le kaolin et leurs mélanges.
La silice utilisée peut être toute silice connue de l'homme du métier, notamment toute silice renforçante précipitée ou pyrogénée présentant une surface BET ainsi qu'une surface spécifique CTAB toutes deux inférieures à 450 m 2 /g, de préférence de 30 à 400 m 2 /g. A titre de silices précipitées hautement dispersibles (dites "HDS"), on citera par exemple les silices « Ultrasil 7000 » et « Ultrasil 7005 » de la société Degussa, les silices « Zeosil 1165MP », « 1135MP » et « 1115MP » de la société Rhodia, la silice « Hi-Sil EZ150G » de la société PPG, les silices « Zeopol 8715 », « 8745 » et » 8755 » de la Société Huber, les silices à haute surface spécifique telles que décrites dans la demande WO 03/16837.
La surface spécifique BET de la silice est déterminée de manière connue par adsorption de gaz à l'aide de la méthode de Brunauer-Emmett-Teller décrite dans "The Journal of the American Chemical Society" Vol. 60, page 309, février 1938, plus précisément selon la norme française NF ISO 9277 de décembre 1996 (méthode volumétrique multipoints (5 points) - gaz: azote - dégazage: 1heure à 160°C - domaine de pression relative p/po : 0.05 à 0.17).
La surface spécifique CTAB de la silice est déterminée selon la norme française NF T 45-007 de novembre 1987 (méthode B).
Dans le cas préféré où la charge inorganique comprend de la silice, celle-ci a de préférence une surface BET comprise entre 45 et 400 m 2 /g, plus préférentiellement comprise entre 60 et 300 m 2 /g.
La composition selon l’invention ne comprend préférentiellement pas d’agent de couplage charge inorganique-élastomère ou en comprend moins de 5 % en masse par rapport à la masse de charge inorganique, de préférence moins de 2 % en masse, de manière préférée moins de 1% en masse par rapport à la masse de charge inorganique.
Par « agent de couplage » (ou « agent de liaison »), on entend de manière connue un agent apte à coupler la charge inorganique à l'élastomère. En effet, on ne recherche pas dans la charge organique ou inorganique un effet de renforcement du mélange maître urée, mais son effet hydrophile. L’utilisation de charges similaires à celles mises en œuvre dans la composition élastomérique à laquelle le mélange maître urée est destiné à être incorporé n’est qu’un gage de compatibilité accrue lors du mélange de ces éléments.
Le mélange maître urée selon l’invention comprend préférentiellement de 5 à 80 pce de charge organique ou inorganique, de manière préférée de 10 à 75 pce de charge organique ou inorganique, ces teneurs permettant de capturer l’eau présente dans le mélange maître urée afin de minimiser, voire d’empêcher la présence d’inclusion d’eau.
Eau Le mélange maître urée selon l’invention comprend de l’eau, le ratio massique eau sur charge organique ou inorganique dans ledit mélange maître étant inférieur ou égal à 2. La présence d’eau permet d’assurer une plus grande homogénéité de la répartition de l’urée dans le mélange maître urée, notamment en facilitant la solubilisation de l’urée.
De manière préférée, le ratio massique eau sur charge organique ou inorganique est inférieur ou égal à 1. Un ratio massique eau sur charge organique ou inorganique inférieur ou égal à 2, de préférence inférieur ou égal à 1 permet, de manière surprenante, d’atteindre de meilleures performances lorsque le mélange maître urée est incorporé dans une composition élastomérique.
De manière préférée, la teneur en eau dans le mélange maître urée selon l’invention va de 3 à 50 pce, de préférence de 5 à 30 pce. Une teneur inférieure ne permet pas d’améliorer suffisamment la dispersion de l’urée dans le mélange maître, tandis qu’une teneur trop importante augmente le risque de voir apparaître des inclusions d’eau.
Urée Le mélange maître urée selon l’invention comprend un composé urée de formule générale (R1, R2)N-CO-[(NR5)-R6-(NR7)-CO] n -N(R3, R4) dans laquelle chaque radical R1, R2, R3, R4, R5 et R7 est choisi indépendamment dans le groupe constitué par : un atome d'hydrogène, un radical alkyle ayant de 1 à 20 atomes de carbone, un radical cycloalkyle ayant de 5 à 24 atomes de carbone, un radical aryle ayant de 6 à 30 atomes de carbone et un radical aralkyle ayant de 7 à 25 atomes de carbone,
les radicaux R2 et R3 pouvant former ensemble un cycle, chaque radical R1, R2, R3 et R4 étant éventuellement interrompu par un ou plusieurs hétéroatomes et/ou substitué, le radical R6 étant un radical hydrocarboné bivalent, préférentiellement étant un radical méthylphényle bivalent, et n étant un entier égal à 0 ou 1.