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STMicroelectronics : reportage chez un fondeur qui réussit en France

1 : Introduction 2 : Historique du site de Rennes 3 : Les débuts et les évolutions du back-end de Rennes 4 : Processus de sélection exigeants 6 : Les opérations du site 7 : Les défis du site de Rennes 8 : Perspectives d'avenir 9 : Conclusion

Des tests très rigoureux

Une fois le die monté dans son boîtier, il est nécessaire de souder des fils pour assurer la communication entre le composant et les pattes. Cette opération peut sembler archaïque face aux processeurs de nos PC ou smartphones, dont les dies sont connectés par contact direct avec des plots prévus sur leur support époxy. Mais les contraintes de fiabilité du domaine aérospatial poussent à utiliser des méthodes plus éprouvées, bien qu’un peu vieilles.

Les certifications demandent de vérifier la tenue mécanique de ces fils. Là encore, une partie des composants sera écartée des chaînes de production et soumise à des tests destructifs qui vont déterminer la force nécessaire pour rompre ces fils ainsi le mode de rupture (au niveau de la puce, du boîtier, au milieu du fil, etc.).

L’étape suivante est la fermeture du boîtier qui doit être parfaitement hermétique. Pour éviter la corrosion, les dies sont en effet maintenus dans une atmosphère d’azote sec. Le scellement du boîtier est réalisé de différentes manières selon la forme, la taille et la nature de celui-ci. Les boitiers céramiques sont soudés en passant dans un four. Les boîtiers métalliques peuvent être scellés par soudure électrique. STMicroelectronics possède 34 boîtiers à son catalogue et doit avoir autant d’outils à sa disposition.

Image 1 : STMicroelectronics : reportage chez un fondeur qui réussit en FranceFermeture d’un boitier métallique.

Lorsque le boîtier est fermé, il ne reste plus qu’à le marquer. STMicro Rennes a récemment abandonné le marquage à l’encre pour un marquage laser plus endurant. La fabrication en tant que telle est alors terminée. Mais il reste une longue période de tests divers vérifiant la qualité de la fabrication et la résistance de la puce au vieillissement.

Des bijoux unitaires


Les composants passeront ainsi aux rayons X pour vérifier les soudures au niveau de l’interface puce-support et le joint de soudure entre la partie supérieure et inférieure du packaging afin de s’assurer qu’il n’y a pas de vide de soudure.

Image 2 : STMicroelectronics : reportage chez un fondeur qui réussit en FranceExamen de la qualité des soudures aux rayons X.

Le fondeur s’assure aussi de l’absence de particules à l’intérieur des boîtiers, car le moindre grain de poussière aurait des conséquences dévastatrices. Chaque boîtier est également soumis à un détecteur de fuite pour s’assurer de son étanchéïté.

Les puces subissent également un certain nombre de cycles thermiques (entre -55 °C et +125 °C) et de chocs thermiques. À chaque étape, STMicroelectronics vérifie les performances électriques des dies et un rapport de test est enregistré comprenant les résultats de chaque puce produite. À la fin du processus, on se retrouve avec un composant que Monsieur Galloy a comparé à « un petit bijou unitaire ». Chaque die est frappé d’un numéro de série unique qui permet de retracer sa vie depuis le début de sa fabrication, pièce par pièce, composant par composant, test par test. Tous les résultats sont non seulement livrés aux clients, mais aussi archivés pendant au moins 10 ans.

Image 3 : STMicroelectronics : reportage chez un fondeur qui réussit en FranceChaque puce est marquée au laser.

STMicroelectronics n’a pas tenu à partager le nombre de puces fonctionnelles qui sortent de l’usine de Rennes (une donnée qui est couramment tenue secrète par les fondeurs), mais on peut facilement imaginer que les rendements sont nettement inférieurs à ceux d’une usine plus classique qui n’a pas autant de contraintes et de tests destructeurs assurant la qualité et fiabilité du composant.

Sommaire :

  1. Introduction
  2. Historique du site de Rennes
  3. Les débuts et les évolutions du back-end de Rennes
  4. Processus de sélection exigeants
  5. Des tests très rigoureux
  6. Les opérations du site
  7. Les défis du site de Rennes
  8. Perspectives d'avenir
  9. Conclusion