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Ce mémoire de maîtrise présente le travail de conception du volet mécanique d’un équipement automatisée pour caractériser en trois dimensions la microstructure des interconnexions d’alliage étain-argent-cuivre, utilisé dans les procédés d’assemblage de puces électroniques par puce renversée. La technique de tomographie consiste à faire plusieurs cycles d’enlèvement de fine couche de matière par polissage et photographier cette surface ainsi obtenue, à l’aide d’un éclairage polarisé croisé. La lumière polarisée croisée permet la mise en évidence des différents domaines cristallographiques présent dans les interconnections. Le processus de développement de produit enseigné à l’Université de Sherbrooke a été employé pour définir les différents besoins, fonctions et critères de conception. Les concepts retenus sont présentés dans l’optique de bien comprendre la stratégie globale de l’équipement ainsi que le rôle spécifique de chaque sous-système. On peut diviser le tomographe en plusieurs sous- systèmes : Structure, manipulation, préparation de surface, nettoyage, caractérisation et contrôle. Une présentation générale des concepts retenus pour chaque sous-système est réalisée et une étude approfondie d’un système de positionnement isostatique, utilisé pour localiser le porte échantillon lorsqu’il est à la station de caractérisation, est présenté via un article scientifique. Tous les essais réalisés dans le cadre du travail de cette maîtrise démontrent la viabilité de l’équipement proposé pour réaliser une reconstruction tridimensionnelle d’interconnexions avec une précision meilleure que 1 micron dans toutes les directions. La qualité des images obtenues permet aussi de bien distinguer les différents domaines cristallographiques présents dans les alliages étain-argent-cuivre.

Ce mémoire de maîtrise présente le travail de conception du volet mécanique d’un équipement automatisée pour caractériser en trois dimensions la microstructure des interconnexions d’alliage étain-argent-cuivre, utilisé dans les procédés d’assemblage de puces électroniques par puce renversée. La technique de tomographie consiste à faire plusieurs cycles d’enlèvement de fine couche de matière par polissage et photographier cette surface ainsi obtenue, à l’aide d’un éclairage polarisé croisé. La lumière polarisée croisée permet la mise en évidence des différents domaines cristallographiques présent dans les interconnections. Le processus de développement de produit enseigné à l’Université de Sherbrooke a été employé pour définir les différents besoins, fonctions et critères de conception. Les concepts retenus sont présentés dans l’optique de bien comprendre la stratégie globale de l’équipement ainsi que le rôle spécifique de chaque sous-système. On peut diviser le tomographe en plusieurs sous- systèmes : Structure, manipulation, préparation de surface, nettoyage, caractérisation et contrôle. Une présentation générale des concepts retenus pour chaque sous-système est réalisée et une étude approfondie d’un système de positionnement isostatique, utilisé pour localiser le porte échantillon lorsqu’il est à la station de caractérisation, est présenté via un article scientifique. Tous les essais réalisés dans le cadre du travail de cette maîtrise démontrent la viabilité de l’équipement proposé pour réaliser une reconstruction tridimensionnelle d’interconnexions avec une précision meilleure que 1 micron dans toutes les directions. La qualité des images obtenues permet aussi de bien distinguer les différents domaines cristallographiques présents dans les alliages étain-argent-cuivre.

Ce mémoire de maîtrise présente le travail de conception du volet mécanique d’un équipement automatisée pour caractériser en trois dimensions la microstructure des interconnexions d’alliage étain-argent-cuivre, utilisé dans les procédés d’assemblage de puces électroniques par puce renversée. La technique de tomographie consiste à faire plusieurs cycles d’enlèvement de fine couche de matière par polissage et photographier cette surface ainsi obtenue, à l’aide d’un éclairage polarisé croisé. La lumière polarisée croisée permet la mise en évidence des différents domaines cristallographiques présent dans les interconnections. Le processus de développement de produit enseigné à l’Université de Sherbrooke a été employé pour définir les différents besoins, fonctions et critères de conception. Les concepts retenus sont présentés dans l’optique de bien comprendre la stratégie globale de l’équipement ainsi que le rôle spécifique de chaque sous-système. On peut diviser le tomographe en plusieurs sous- systèmes : Structure, manipulation, préparation de surface, nettoyage, caractérisation et contrôle. Une présentation générale des concepts retenus pour chaque sous-système est réalisée et une étude approfondie d’un système de positionnement isostatique, utilisé pour localiser le porte échantillon lorsqu’il est à la station de caractérisation, est présenté via un article scientifique. Tous les essais réalisés dans le cadre du travail de cette maîtrise démontrent la viabilité de l’équipement proposé pour réaliser une reconstruction tridimensionnelle d’interconnexions avec une précision meilleure que 1 micron dans toutes les directions. La qualité des images obtenues permet aussi de bien distinguer les différents domaines cristallographiques présents dans les alliages étain-argent-cuivre.

L'étude menée dans ce présent rapport consiste à élaborer et à caractériser au cours du broyage mécanique des alliages d'Aluminium et de Titane autour de la composition stœchiométrique de TiAl₂ à partir des poudres métalliques jusqu'à leurs état amorphe. Le but recherché dans cette fourchette de compositions est de pouvoir obtenir des alliages métalliques, après des compactages éventuels, renforcés par des composés intermétalliques de TiAl₂ . À cette fin, l'alliage TiAl₂ a été étudié à l'aide d'un broyeur à tiges métalliques traitées tournant à une vitesse de 95 tr/min et des alliages de type TiₓAli₁₋ₓ (x=30, 35 et 40%at.) ont été étudiés à l'aide d'un broyeur d'Aluminium à billes d'aciers et tournant à 170 tr/min. Dans les deux cas, les particules des poudres des différents types de mélanges ont été caractérisées au cours du broyage à l'aide de la microscopie électronique à balayage, la microscopie électronique à transmission, la diffraction à rayons-X, l'analyseur d'images et de l'analyse thermique différentielle. Le contrôle et le suivi de l'évolution morphologique et structurale des différentes particules constituant les poudres nous ont permis de mieux comprendre et de cerner en partie les phénomènes se produisant au cours du processus de broyage mécanique. Les résultats obtenus ont montré qu'aucours du broyage, les différentes particules s'agglomèrent pour ensuite se raffiner lorsque nous nous approchons de l'état amorphe. Dans la gamme des compositions choisies, nous avons constaté que l'amorphisation des poudres est d'autant plus rapide qu'il y a plus d'Aluminium dans le mélange et que l'énergie de broyage déployée est plus élevée. L'analyse thermique différentielle des poudres rendues à l'état amorphe a montrée qu'autour de la composition stœchiométrique de TiAl₂ , les phases TiAl et TiAl₃ se stabilisent dans les mélanges à des températures de 600°C environ. Enfin, et afin de pouvoir interpréter les résultats obtenus, deux approches théoriques ont été élabo

L'étude menée dans ce présent rapport consiste à élaborer et à caractériser au cours du broyage mécanique des alliages d'Aluminium et de Titane autour de la composition stœchiométrique de TiAl₂ à partir des poudres métalliques jusqu'à leurs état amorphe. Le but recherché dans cette fourchette de compositions est de pouvoir obtenir des alliages métalliques, après des compactages éventuels, renforcés par des composés intermétalliques de TiAl₂ . À cette fin, l'alliage TiAl₂ a été étudié à l'aide d'un broyeur à tiges métalliques traitées tournant à une vitesse de 95 tr/min et des alliages de type TiₓAli₁₋ₓ (x=30, 35 et 40%at.) ont été étudiés à l'aide d'un broyeur d'Aluminium à billes d'aciers et tournant à 170 tr/min. Dans les deux cas, les particules des poudres des différents types de mélanges ont été caractérisées au cours du broyage à l'aide de la microscopie électronique à balayage, la microscopie électronique à transmission, la diffraction à rayons-X, l'analyseur d'images et de l'analyse thermique différentielle. Le contrôle et le suivi de l'évolution morphologique et structurale des différentes particules constituant les poudres nous ont permis de mieux comprendre et de cerner en partie les phénomènes se produisant au cours du processus de broyage mécanique. Les résultats obtenus ont montré qu'aucours du broyage, les différentes particules s'agglomèrent pour ensuite se raffiner lorsque nous nous approchons de l'état amorphe. Dans la gamme des compositions choisies, nous avons constaté que l'amorphisation des poudres est d'autant plus rapide qu'il y a plus d'Aluminium dans le mélange et que l'énergie de broyage déployée est plus élevée. L'analyse thermique différentielle des poudres rendues à l'état amorphe a montrée qu'autour de la composition stœchiométrique de TiAl₂ , les phases TiAl et TiAl₃ se stabilisent dans les mélanges à des températures de 600°C environ. Enfin, et afin de pouvoir interpréter les résultats obtenus, deux approches théoriques ont été élabo

Le présent projet de recherche résulte d'un intérêt industriel manifesté par la compagnie Zinc Electrolytique du Canada située à Valleyfield au Québec (C.E. Zinc). Les objectifs principaux étaient d'étudier les difficultés associées à la cémentation du cobalt par du zinc métallique et, par le fait même, le rôle d'additifs bénéfiques d'antimoine et de cuivre. L'étude a été essentiellement théorique et a impliqué l'utilisation de l'analyse thermodynamique en conjonction avec les principaux faits cinétiques. De même, un schéma cinétique simple a été développé permettant de réconcilier la plupart des faits expérimentaux reliés à la cémentation du cobalt. Ce mécanisme a permis d'entrevoir le rôle des additifs et d'inclure l'effet des impuretés et du pH. Le modèle cinétique n'est toutefois valable que lorsque la vites se de cémentation de l'antimoine est comparable à celle du cobalt, c'est-à­-dire à température relativement élevée.

Le présent projet de recherche résulte d'un intérêt industriel manifesté par la compagnie Zinc Electrolytique du Canada située à Valleyfield au Québec (C.E. Zinc). Les objectifs principaux étaient d'étudier les difficultés associées à la cémentation du cobalt par du zinc métallique et, par le fait même, le rôle d'additifs bénéfiques d'antimoine et de cuivre. L'étude a été essentiellement théorique et a impliqué l'utilisation de l'analyse thermodynamique en conjonction avec les principaux faits cinétiques. De même, un schéma cinétique simple a été développé permettant de réconcilier la plupart des faits expérimentaux reliés à la cémentation du cobalt. Ce mécanisme a permis d'entrevoir le rôle des additifs et d'inclure l'effet des impuretés et du pH. Le modèle cinétique n'est toutefois valable que lorsque la vites se de cémentation de l'antimoine est comparable à celle du cobalt, c'est-à­-dire à température relativement élevée.