INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les colles peuvent également être appliquées pour renforcer une fixation des joints de soudure, notamment dans le cadre de composants microélectroniques avec une puce de grande surface sur un substrat organique. A cet effet, une colle (appelée « underfill » en anglais) est généralement appliquée après la fixation par brasure de la puce sur le substrat, et est injectée dans l'espace entre la puce et le substrat à l'aide d'une seringue ou d’un automate. Elle est ensuite durcie par chauffage ou par exposition à la lumière UV, créant ainsi une couche solide et résistante entre la puce et le substrat. Néanmoins, une telle fixation rend impossible la réparation de l’assemblage.
Il est également connu des techniques d'assemblage par brasure à l’aide de colonnes ou de billes où les composants électroniques sont fixés sur les colonnes ou les billes fixées sur un substrat. Les colonnes métalliques sont généralement en alliage de cuivre, mais peuvent également être en alliage d'or pour les applications à haute température. Les colonnes sont notamment en Pb90Sn10 pour assurer une fiabilité d’assemblage. Les billes peuvent être dans un alliage fusible, en céramique ou comprendre un cœur polymère rigide ou souple recouvert d’une sphère en métal, notamment en cuivre. L'assemblage est réalisé par brasure en utilisant une pâte de brasure, qui est placée sur les colonnes ou les billes et chauffée pour former des joints de brasure entre les colonnes et les pads de soudure sur le substrat. Néanmoins, l’utilisation du plomb ne sera plus possible lors de l’arrêt des exemptions de la Directive RoHS (« Restriction of Hazardous Substances ») de l'Union européenne concernant les alliages de plomb utilisés dans les soudures des composants électroniques haute performance pour les applications spatiales, militaires et médicales.
Le document US6204455 décrit l’utilisation de billes creuses insérées dans des ouvertures d’une feuille de diélectrique permettant d’empêcher la brasure de recouvrir entièrement la bille et de préserver sa souplesse au niveau de la feuille de diélectrique. Il est ainsi obtenu une meilleure déformation et donc une meilleure résistance aux variations de température. Néanmoins ce procédé d’assemblage présente un fort coût de production et des difficultés de mise en œuvre. Il nécessite en outre de nombreuses manipulations des billes préalablement au montage.
Il y a donc un besoin pour un assemblage de composants électroniques qui permettent d’obtenir d’excellente performance de résistance aux déplacements relatifs de ceux-ci ainsi qu’aux variations de températures, tout en réduisant les coûts de production. Il y a également un besoin pour une méthode d’assemblage qui ne soit pas spécifique de l’utilisation de colle ou de brasure, et qui permette une réparation de l’ensemble en cas de besoin.
A cet effet, l’invention concerne un assemblage microélectronique comprenant un composant microélectronique, un support et un ensemble d’organes d’attache fixant entre eux le composant microélectronique sur le support, chaque organe d’attache comprenant une bille conductrice fixée au composant microélectronique par un premier matériau d’adhésion et au support par un deuxième matériau d’adhésion, où pour au moins un des organes d’attache une zone centrale de la surface de la bille conductrice considérée selon un axe transversal à l’assemblage est nue ou partiellement ou totalement recouverte par une couche du premier matériau d’adhésion et/ou une couche du deuxième matériau d’adhésion d’une épaisseur respective d’au maximum 10 nm.
L’assemblage microélectronique selon l’invention utilise avantageusement peu de matériau d’adhésion, réduisant ainsi les coûts de production, tout en augmentant la résistance à l’effort des organes d’attache. Ainsi, la quantité réduite de matériau d’adhésion utilisée par rapport à l’art antérieur entraîne un faible recouvrement, voire aucun recouvrement, des billes au niveau de leur zone centrale, apportant de la souplesse aux organes d’attache et garantissant ainsi une limitation des contraintes mécaniques de l’assemblage. Notamment, le tiers central de chaque bille est faiblement recouvert, voire à nu. En outre, la répartition des matériaux d’adhésion au niveau des billes est obtenue sans alliage fusible et sans l’aide d’artifice de maintien, comme une feuille de diélectrique, simplifiant la production de l’assemblage. Enfin, l’assemblage selon l’invention peut être facilement désassemblé sans dégradation des composants, permettant leur réparation ou remplacement.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le composant microélectronique forme la partie supérieure de l’assemblage et le support forme la partie inférieure de l’assemblage, dans lequel pour au moins un des organes d’attache :
- au moins 95% du volume du premier matériau d’adhésion se situe entre le composant microélectronique et le tiers supérieur de la hauteur la bille conductrice considérée selon un axe transversal à l’assemblage, et
- au moins 95% du volume du deuxième matériau d’adhésion se situe entre le support et le tiers inférieur de la hauteur de la bille conductrice considérée selon un axe transversal à l’assemblage.
Selon un mode de réalisation de l’invention, pour au moins un des organes d’attache, le premier matériau d’adhésion comprend un étranglement disposé en regard du sommet de la bille conductrice et le deuxième matériau d’adhésion comprend un étranglement disposé en regard de la base de la bille conductrice, le sommet et la base de la bille conductrice étant considéré selon un axe transversal à l’assemblage.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le composant microélectronique forme la partie supérieure de l’assemblage et le support forme la partie inférieure de l’assemblage, dans lequel pour au moins un des organes d’attache le volume du premier et du deuxième matériau d’adhésion correspond respectivement à celui d’un cône tronqué comprenant un évidement. Notamment, ledit cône tronqué présente une base ayant un diamètre égal au diamètre de la bille conductrice et pour hauteur le tiers du diamètre de ladite bille conductrice et ledit évidement ayant pour forme une calotte sphérique ayant pour hauteur le tiers du diamètre de la bille conductrice.
Selon la présente invention, les variations induites par l’action sur le T spd peuvent être exprimés en utilisant la forme additive suivante :
Selon un mode de réalisation, la présente invention peut être configurée pour coopérer avec un module d’effet.
Pour rappel, et tel que précédemment indiqué, la plupart des effets sont réalisés à partir de la même chaine de traitement constitué de délais, de filtre, d’amplificateur, d’une chaine de feedback, et d’éléments de modulation, généralement un LFO.
Selon un mode de réalisation, le synthétiseur audio comprend au moins un module d’effet.
Selon un mode de réalisation, ledit module d’effet comprend au moins : Un module d’entrées audio configuré pour recevoir au moins un signal audio entrant et comprenant au moins : Une première entrée audio I1 configurée pour recevoir au moins un signal audio monophonique, de préférence ladite première entrée audio l1 étant configurée pour recevoir au moins lesdites N instances audio de chaque voix de polyphonie additionnée ; Une seconde entrée audio I2 configurée pour recevoir au moins un signal audio stéréophonique, de préférence ladite deuxième entrée audio l2 étant configurée pour recevoir au moins une réduction stéréophonique et/ou binaural desdites N instances audio en fonction de leurs coordonnées spatiales respectives ; Une troisième entrée audio I3 configurée pour recevoir au moins un signal audio multicanal, de préférence le nombre de canaux pouvant être quelconque, de préférence ladite troisième entrée audio l3 étant configurée pour recevoir au moins lesdites N instances audio avec leurs coordonnées spatiales respectives ; Un premier module matriciel de mélange IM, également appelée matrice d’entrée, configuré pour répartir ledit au moins un signal audio entrant dans au moins un espace virtuel et à destination d’au moins un module de traitement ME, ledit premier module matriciel de mélange IM comprenant au moins : Un nombre prédéterminé de canaux d’entrée considérés comme des points d’entrée dans ledit espace virtuel ; Un nombre prédéterminé de canaux de sortie considérés comme des points de sorties virtuels ; Un module de traitement ME configuré pour appliquer au moins un traitement audio à au moins un signal audio provenant d’au moins un canal de sortie du premier module matriciel de mélange IM ; Un deuxième module matriciel de mélange OM, également appelé matrice de sortie, configuré pour répartir les signaux audios traités en sortie dudit module de traitement dans au moins ledit espace virtuel et à destination d’au moins un module de rendu binaural BR et/ou à destination d’au moins un module de sortie SO, ledit deuxième module matriciel de mélange OM comprenant au moins : Un nombre prédéterminé de canaux d’entrée considérés comme des points d’entrée dans ledit espace virtuel ; Un nombre prédéterminé de canaux de sortie considérés comme des points de sorties virtuels, de préférence correspondant à des haut-parleurs ; Un module de rendu binaural BR configuré pour disposer lesdits points de sortie du deuxième module matriciel de mélange OM dans au moins un espace binaural, de préférence à l’aide de leurs coordonnées spatiales.
Ainsi, la illustre un mode de réalisation dudit module d’effet. Sur cette figure, et selon un mode de réalisation, ledit module d’effet comprend au moins : Un module d’entrées audio ; Ledit module d’entrées audio étant configuré pour accepter au moins trois types de signaux audios ; ledit module d’entrées audio comprend avantageusement au moins : Une première entrée audio I1 configurée pour recevoir au moins un signal audio monophonique, de préférence ladite première entrée audio l1 étant configurée pour recevoir au moins lesdites N instances audio de chaque voix de polyphonie additionnée ; Une seconde entrée audio I2 configurée pour recevoir au moins un signal audio stéréophonique, de préférence ladite deuxième entrée audio l2 étant configurée pour recevoir au moins une réduction stéréophonique et/ou binaural desdites N instances audio en fonction de leurs coordonnées spatiales respectives ; Une troisième entrée audio I3 configurée pour recevoir au moins un signal audio multicanal, de préférence le nombre de canaux pouvant être quelconque, de préférence ladite troisième entrée audio l3 étant configurée pour recevoir au moins lesdites N instances audio avec leurs coordonnées spatiales respectives ; Un premier module matriciel de mélange IM, de préférence avec « panoramique d’intensité » ; ledit module matriciel de mélange IM étant configuré pour répartir les signaux audios entrant dans au moins un espace virtuel, de préférence à destination d’au moins un module de traitement ME ; Selon un mode de réalisation, le module matriciel de mélange IM comprend un nombre C de canaux d’entrée, le nombre C étant défini par un paramètre de sélection du type entrée : monophonique (1 canal), stéréophonique (2 canaux), multicanal - n canaux défini par un paramètre dit "Input Channels". Ces canaux d'entrée sont considérés comme des points - dits "d'entrée" - dans ledit espace virtuel ; De préférence, le nombre C est égal à N’.
Selon un mode de réalisation, et afin d’illustrer un exemple d’application dudit module d’effet, celui-ci peut générer un effet dit « chorus ».
L'effet chorus est un type d'effet de modulation utilisé pour épaissir et colorer suffisamment un signal audio pour donner l'impression que plusieurs instruments jouent. L'effet est obtenu en prenant un signal audio et en le mélangeant avec une ou plusieurs copies modulées de lui-même. Les modulations sont produites par un LFO (Low Frequency Oscillator) qui contrôle de courtes variations de retard du signal d'origine. Une variation continue de la hauteur du son, suivant les modalités de l'effet Doppler, se produit. Lorsque le signal audio modulé est ensuite mélangé au signal audio d'entrée, un effet de doublage du son se produit.
Dans le cas d'un chorus multicanal constitué comme ici de canaux parallèles, le principe consiste à décaler linéairement la phase du LFO pour chaque canal d'effet, afin d'obtenir un ensemble de signaux de sortie décorrélés s'exprimant spatialement dans un espace. La décorrélation des canaux contribue ainsi à la spatialité du signal de sortie.
Pour déterminer la valeur de phase de modulation de chacun des canaux d'effet, on divise la borne maximale d'un vecteur [0.1] par le nombre de canaux d'effet défini par le paramètre "Effect Channels". Pour 8 canaux d'effets, on obtiendra une valeur de 0.125, par exemple.
Cette valeur est avantageusement multipliée par la valeur d'index de chaque voix d'effet, de 0 à N-1 (N = nb de canaux). Par exemple, on obtient, pour 8 canaux, une liste de valeurs à appliquer à chaque voix d'effet : 0., 0.125, 0.25, 0.375, 0.5, 0.625, 0.75 et 0.875.
La valeur obtenue pour chaque canal est alors ajoutée à la valeur dynamique de l'oscillation produite par le LFO, qui lui oscille linéairement entre 0 et 1, puis de 1 à 0, avant de commencer un nouveau cycle (LFO dit de type "triangle").
La valeur de LFO ajoutée à l'offset calculé est ensuite amplifiée, i.e. multipliée, afin que la variation s'effectue dans un domaine temporel, défini de préférence en millisecondes. Pour un délai variable, on voudra varier le temps de retard entre 0ms et 5ms, par exemple.
La modulation est ensuite appliquée à une ligne à retard, créant ainsi les variations de hauteur, suivant les modalités de l'effet Doppler.
Une face latérale externe 14 de l’arbre vertical 13 ou une face externe 20 de la pièce mobile 17 de l’ensemble de verrouillage 11 présente préférentiellement une rampe inclinée 21, 22 formant une rampe de coulissement entre l’arbre vertical 13 et la pièce mobile 17 prévue de sorte que lorsque l’axe crochet 10 est dans une position intermédiaire située entre la position haute et la position basse, la rampe inclinée 21, 22 déplace latéralement la pièce mobile 17 de sa position de déverrouillage vers sa position de verrouillage par le contact coulissant de l’arbre vertical 13 contre la pièce mobile 17 de l’ensemble de verrouillage 11.
La rampe inclinée 21 de l’arbre vertical 13 est préférentiellement sous la forme d’une partie conique ou tronconique 23 s'amincissant vers le bas et prévue à l’extrémité inférieure de l’arbre vertical 13 et la surface de verrouillage 16 de l’axe crochet 10 est une face supérieure 24 de la partie conique ou tronconique 23.
La pièce mobile 17 de l’ensemble de verrouillage 11 présente préférentiellement une rampe inclinée 22 dont la partie basse est dirigée vers l’arbre vertical 13.
Deux variantes sont représentées sur - où soit c’est l’arbre vertical 13 qui présente une rampe 21, soit c’est la pièce mobile 17 qui présente une rampe 22.
Comme cela est représenté à titre d’exemple sur - , l’ensemble de verrouillage 11 comprend préférentiellement deux pièces mobiles 17, par exemple en forme de demi-bague, en regard de chaque côté de l’axe crochet 10 pour former un anneau, et poussées chacune en rapprochement dudit axe crochet 10 par un ressort 18, le déplacement mutuel des deux pièces mobiles 17 étant préférentiellement guidé par une paire de vis 41 vissées dans une des deux pièces mobiles 17 et montées coulissantes dans l’autre pièce mobile 17. Les deux pièces mobiles 17 sont représentées en contact sur - , et en position écartée sur .
On notera qu’un effort minimum est appliqué par les ressorts 18 pour maintenir les pièces mobiles 17 en contact. La course desdits ressorts 18 permet de faire passer la partie conique ou tronconique 23 de l’axe crochet 10 et de reprendre sa forme verrouillée par la suite. Le diamètre interne de l’anneau formé par les pièces mobiles 17 en contact est supérieur au diamètre de l’arbre vertical 13.
Le poussoir 9 comprend préférentiellement une pièce d’appui inférieure 25, une pièce d’appui supérieure 26 mobile verticalement et un ressort 12 déformable élastiquement entre un état de repos et un état comprimé dans lequel il exerce une force de poussée entre les deux pièces d’appui 25, 26. Le poussoir 9 est en appui vertical sur l’embase 2, préférentiellement par l’intermédiaire de sa pièce d’appui inférieure 25.
La pièce d’appui inférieure 25 comprend préférentiellement une partie tubulaire 27 présentant un volume creux 37 en partie inférieure, le poussoir 9 comprend une tige verticale 29 fixée à la pièce d’appui supérieure 26 et montée coulissante dans la partie tubulaire 27, et la hauteur du volume creux 37 permet un débattement de la tige verticale 29 lorsque le ressort 12 passe de l’état de repos à l’état comprimé.
La partie tubulaire 27 de la pièce d’appui inférieure 25 présente préférentiellement un rétrécissement 28 en partie supérieure, et la tige verticale 29 présente un épaulement 30 dans sa partie inférieure, cet épaulement 30 étant plaqué en butée contre une face inférieure 31 du rétrécissement 28 de la pièce d’appui inférieure 25 par la force de poussée du ressort 12.
Préférentiellement, la partie supérieure de la tige verticale 29 présente une partie filetée 32, la pièce d’appui supérieure 26 comprend un orifice fileté 33, et la partie filetée 32 de la tige verticale 29 est vissée dans l’orifice fileté 33 de la pièce d’appui supérieure 26, ce qui permet de régler la position verticale de la pièce d’appui supérieure 26 par rapport à la tige verticale 29.
La pièce d’appui inférieure 25 peut être en appui directement sur l’embase 2 ou être au moins partiellement logée dans un logement 36 conformé en creux dans l’embase 2.
Le fonctionnement du dispositif poussoir 7 va maintenant être expliqué en relation avec - .
Sur , le moule est en position fermée, sans qu’aucune pression ne soit exercée sur celui-ci. L’axe crochet 10 est en position haute, sa partie supérieure dépasse vers le haut en dehors du moule 1. Il est situé à distance du poussoir. Bien que cela ne soit pas forcément nécessaire, il est représenté en contact avec l’ensemble de verrouillage 11.
Une pression est ensuite appliquée sur le dessus du moule 1, par exemple par une presse, pour le maintenir fermé lors de l’injection de résine. Cette pression s’exerce également sur la partie supérieure en saillie de l’axe crochet 10, qui se déplace alors de sa position haute à sa position basse, écartant au passage les pièces mobiles 17 de l’ensemble de verrouillage 11 et venant appuyer sur le poussoir 9 pour abaisser sa pièce d’appui supérieure 26 et comprimer son ressort 12.
En position basse de l’axe crochet 10 (cf. ), la face inférieure 19 des pièces mobiles 17 de l’ensemble de verrouillage 11 viennent en appui contre la surface de verrouillage 16 de l’axe crochet 10 pour le verrouiller en position basse.
Lorsque la pression appliquée sur le dessus du moule 1 est relâchée (cf. ), l’axe crochet 10 remonte, poussé par le ressort 12 comprimé du poussoir 9. Comme il est engagé à verrouillage avec l’ensemble de verrouillage 11, l’axe crochet 10 tend également à déplacer l’ensemble de verrouillage 11 vers le haut. Ce dernier étant solidaire de la ceinture 5, celle-ci est donc déplacée vers le haut, ainsi que le couvercle 15 s’il est présent.
Brasage par pression métallique avec un noyau à fort coefficient d'expansion thermique DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui du brasage, et plus particulièrement du brasage sous pression utilisant un métal d'apport également désigné en tant que brasure.
La présente invention concerne un nouveau procédé de brasage notamment apte à assembler des pièces à fort coefficient d'expansion thermique, et en particulier des structures sandwichs.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Lors d’un brasage, il est parfois nécessaire d’appliquer une pression sur les pièces à assembler pour les plaquer l’une contre l’autre, de préférence pendant que la brasure est à l’état fondu. Cette pression peut être appliquée soit par pré-assemblage sous contrainte, soit par l’utilisation d’un gaz sous pression, ce qui est très onéreux.
Il existe donc un besoin pour un nouveau procédé de brasage, utilisant un nouvel ouillage de brasage, permettant d’appliquer une pression sur les pièces à assembler et qui soit fiable, peu onéreux et qui puisse être utilisé de façon satisfaisante dans le cadre de la fabrication de pièces à l’échelle industrielle.
Quelle que soit la forme des pièces à assembler, un tel procédé de brasage doit permettre un emmanchement des pièces pré-assemblées à froid, ou permettre un pré-assemblage des pièces à assembler directement sur l’outillage de brasage, tout en permettant également le démoulage des pièces brasées.
Ce procédé de brasage doit fournir une bonne qualité de brasage et permettre de conserver la géométrie souhaitée pour la pièce finale obtenue.
Il doit également permettre de braser des structures sandwichs comprenant deux peaux externes minces sur une âme interne légère et de différentes hauteurs, dans lesquelles le matériau constituant l'âme est un matériau présentant une résistance à la compression élevée et une masse volumique faible, notamment un matériau ayant une structure de type nid d’abeille.
L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en fournissant un ouillage de brasage comprenant un noyau prévu pour se dilater lors du chauffage des pièces à assembler afin de venir exercer une pression mécanique sur la pièce avec laquelle il entre en contact. Un système de bridage peut être nécessaire pour immobiliser les pièces à assembler lors du brasage.
Un aspect de l’invention concerne un procédé de brasage d’au moins deux pièces à assembler, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : fourniture d’une première pièce à assembler, mise en place d’une couche de brasure sur une face dite face de brasage de la première pièce à assembler, mise en place d’une deuxième pièce à assembler sur la couche de brasure, le procédé comprenant en outre les étapes suivantes : mise en place d’un noyau à une distance D d’une face dite face d’appui de la première pièce à assembler, chauffage du noyau, des pièces à assembler et de la couche de brasure à une température T supérieure au point de fusion de la couche de brasure, mais inférieure au point de fusion des pièces à assembler, maintien du chauffage à la température T pendant une durée C comprise entre 1 et 40 minutes, expansion thermique du noyau et appui du noyau sur la face d’appui de la première pièce à assembler avec une pression F, plaquage de la face d’appui de la première pièce à assembler contre la deuxième pièce à assembler sous l’effet de la pression F, refroidissement du noyau, des pièces à assembler et de la couche de brasure, et rétractation du noyau, retrait du noyau.