Les activités de recherches du département, s’appuient sur les moyens scientifiques performants de la plateforme technologique « MicroPackS » de CIMPACA avec notamment des équipements de caractérisation avancée et d’élaboration de « couches minces » (gravure, dépôt, photolithographie). Les différents matériels sont installés en salle blanche, dans la halle système, située sur le site Georges Charpak de l’EMSE. La salle blanche a une surface globale de 600 m² dont 165 m² en classe 1000 et 30 m² en classe 100. La plate-forme ainsi constituée permet de mettre à disposition un ensemble de moyens scientifiques et technologiques conséquent qui est réparti entre :
 un laboratoire de chimie (70 m²) pour la préparation et l’analyse des polymères utilisés dans les technologies et produits développés,
 un laboratoire de procédés (220 m²) qui regroupe les moyens technologiques développés (jet de matière, fonctionnalisation de surfaces, micropackaging…),
 un laboratoire « couches minces » et « photolithographie » (160 m²),
 un laboratoire de caractérisation avancée (30 m²) avec des équipements d’imagerie, de spectroscopie, de microanalyse chimique…
 un laboratoire de tests électriques et mécaniques (50 m²) permettant de développer des procédures de test adaptées à nos composants.

Par ailleurs, un parc d’équipements permettant de caractériser la fiabilité/durabilité des systèmes et composants, lui aussi situé sur le site Georges Charpak, vient compléter l’ensemble des moyens d’investigation de la plateforme. Il est constitué par des matériels permettant de réaliser des tests de chocs thermiques (avec variation rapide de température) de résistance à l’humidité et à la corrosion (brouillard salin) ainsi que des systèmes de tests mécaniques (essais de fatigue, flexion, traction).

Les principaux équipements dont nous disposons se déclinent en trois catégories :

1. Fabrication  un dispositif « mono-jet » permettant de valider les matériaux et les procédures de jet de matière,  un pilote de jet de matière équipe d’une tête à 256 buses permettant la réalisation de motifs plus complexes,  des équipements de dépôt et process sur couches minces (spin-coating, évaporateur thermique sous vide, photolithographie, sputtering…),  une ligne complète de prototypage, du wafer à l’objet : scie de découpe, stud bump, bump electroless, report-placement-collage sur supports souples, wire bonding, encapsulation.

Prototype d’impression JETPAC

2. Caractérisation  un microscope électronique à balayage équipé d’un canon à émission de champ (FEG) et d’une cellule adaptée à l’observation de matériaux organiques, un détecteur EDX pour microanalyse X, un système EBSD ainsi qu’une machine de flexion-traction in situ et une platine instrumentée en température (-150°C à + 200°C)  un profilomètre mécanique adapté à l’analyse de matériaux flexibles  un goniomètre de mouillabilité pour l’analyse des tensions de surface  un microscope optique (x1000) automatisé  un microscope acoustique  un spectromètre Raman couplé à un microscope confocal (5 longueurs d’onde d’excitation de l’UV à l’infra-rouge)  une nanoindenteur instrumenté en température (+400°C) équipé d’un module électrique  un microscope à force atomique (AFM) sous atmosphère contrôlée (mesure en milieu liquide possible) mode électrique : (conductif, capacitif et potentiel de surface), mode thermique, mode magnétique  un ellipsomètre spectroscopique (avec chambre environnementale) pour la caractérisation des matériaux en couches minces  une analyse thermomécanique (TMA, coefficients de dilatation) et une analyse thermique différentielle (DSC, changement de phase, Tg…)

Impression monojet de transistors organiques MEB-FEG en salle blanche

3. Fiabilité (tests électriques et/ou thermomécaniques)

Les moyens de caractérisation électrique peuvent être couplés avec des essais mécaniques et test de fiabilté en cours de mise en place.