Ateliers et séminaires 2006

Titre de l’animation

type

date

durée

Coordinateur(s) technique(s)

Stimulation laser pulsé de composants électroniques: bilans et perspectives

S

18 janvier 06

1 jour

Dean Lewis (IXL)

Philippe Perdu (CNES)

Colloque des adhérents

A

23-24 mars 06

2 jours

Philippe perdu (CNES)

François Reptin DGA)

Thierry Chapuis (CNES)

Marise Bafleur (LAAS)

Tutoriaux :

1 Effets des irradiations sur les composants électroniques

2 Circuits intégrés et environnement électromagnétique

S

27 mars 06

1 jour

MCE – ENV

Philippe Perdu (CNES)

Daniel Peyre (Astrium)

Etienne Sicart (INSA)

Robert Ecoffet (CNES)

Les relais à usage spatial: le point de vue des fabricants, des utilisateurs et des groupes d'alerte

S

13 avril 06

1 jour

Philippe Bavière (CNES)

Diodes laser

A

11-12 mai 06

2 jours

MCE – OOE

Olivier Gilar (CNES)  

Jacques Berthon (CNES)

3rd EOS ESD Workshop

A

18-19 mai 06

2 jours

Marise Bafleur (LAAS) 

Philippe Perdu (CNES)

Solutions d'échantillonnage rapide de signaux hyperfréquences

S

22 mai 06

1 jour

MCE- SIL

Michel Pignol (CNES)

Electronique Cryogénique

A

15 juin 06

1 jour

MCE – OOE - ECM

Jean-Yves Seyler (CNES)              

Philippe Perdu (CNES)

Luc Lapierre (CNES)

Asics analogiques et mixtes pour applications spatialesl

A

13-14 novembre 06

2 jours

MCE – OOE

Jean-Marc Biffi (CNES)

Philippe Perdu (CNES)

Jean Bertrand (CNES)

Michel Pignol (CNES)

Cellules solaires, Besoins, retour d'expérience, Nouvelles technos…

Du composant à l’énergie bord

S

5 décembre 06

1 jour

MCE – EdB

Philippe Perdu (CNES)

Etienne Rapp (CNES)

Apport Des Nanotechnologies Pour Servir Les Techniques De Bases Spatiales

S

11 décembre 06

0,5 jour

Frederic Courtade (CNES)

Sans Plomb

S

12 décembre 06

1 jour

Thierry Battault (CNES),

Voici une brève synthèse des animations 2006

Stimulation laser pulsé de composants électroniques: bilans et perspectives

 

Il s’agissait de rendre compte et de débattre des résultats d’une action de R&T qui s’est achevée en 2006. Le principal résultat a été de montrer l’intérêt potentiel de ces techniques pour les évaluations de robustesse aux évènements singuliers. C’est donc tout naturellement que l’équipe irradiation (Robert Ecoffet) a identifié l’intérêt de cette technique. Cela a conduit, sur ce thème spécifique, à une demande d’activité R&T et à une demande de thèse par cette équipe.

les présentations (accès privatif):

Programme
Détection et caractérisation de défauts latents et/ou ESD avec des techniques électriques et optiques
Modélisation de l’interaction laser-circuitintégré
Evaluationpar faisceau laser de la sensibilité aux radiations d’une technologie 0.18μm pour applications spatiales: Etude de faisabilité
Technique d'analyse par spectrométrie FTIR
Etat et perspectives de développementde la plateforme laser IXL ATLAS
Couche mince optique pourl’emission de lumière: Proposition de programme R&T

 

SAC: Séminaire des Adhérents des CCT: l'espace dans 20 ans

C’est un évènement majeur, non pas par le nombre de participants du CCT MCE mais par la vision prospective qui a été adoptée. Le thème de l’espace dans 20 ans nous a permis de prendre du recul et d’identifier des activités qui devaient être menées en particulier sur le thème de la fiabilité du DSM (Deep Sub Micron) intéressant les technologies à moins de 100 nm de règle de dessin.

Nous avons également mesuré les différences entre le More Moore, More than Moore et Beyond Moore lors d’un débat sur l’évolution des technologies. Comme indiqué précédemment, ce séminaire a eu un impact majeur sur des orientations R&D pour le DSM.

les présentations (accès privatif):

CCT Microsystèmes et Composants Électroniques, synthèse des activités 2005
Choix des composants électroniques et impacts sur le système
Nanotechnologies : évolution ou révolution?
Technologies hyperfréquences pour applications militaires
Table ronde fiabilite
CCT MCE, Résultats de nos travaux de réflexion
Bilan des discussions du CCT MCE lors du SAC

Tutoriaux: Effets des irradiations et environnement électromagnétique

Ce besoin avait été identifié en 2005. Sa réalisation s’est faite avec à la fois une participation très large et attentive et une implication de l’équipe irradiation pour le premier tutorial. Le second tutorial a permis de faire le point sur l’effet des perturbations EMI sur les composants électroniques. Ce problème est plutôt pris du coté système et cette approche composant a mis en évidence des absences de connaissances sur ce domaine, en particulier avec l’augmentation de l’émission et de la susceptibilité pour les circuits en techno DSM. Cela a eu un impact sur la définition de notre programme R&D avec la prise en compte de ces aspects dans l’évaluation de l’évolution de la robustesse des composants en techno DSM.

les présentations (accès privatif):

Programme
Tutorial on the electromagnetic environment of integrated circuits
La connaissance de l’environnement, L’espace n’est pas vide
Mécanismes de base et Effets sur les composants
In-flight anomalies on devices
Environnement radiatif et effets sur les composants électroniques: moyens de simulation sol.
Hardness assurance single event phenomena
Assurance radiation dans un projet : Effets de dose ionisante (TID)

 

Les relais à usage spatial: le point de vue des fabricants, des utilisateurs et des groupes d'alerte

 

C’est un type de séminaire classique qui a permis de faire le point sur l’évolution des recommandations CNES. Cela a également été l’occasion d’avoir une vision plus prospective avec les relais semi conducteurs Freescale utilisés dans l’automobile.

Deux débats ont également été menés dans le cadre de ce séminaire. Le premier portait sur la qualification de variants (issus d’un produit qualifié). Il reste inconcevable pour une centrale d'approvisionnement de gérer autant de variants pour un même produit. L'idée est de limiter le nombre de ces variants pour guider un nouvel équipementier vers les modèles les plus régulièrement utilisés.

L’autre débat a porté sur quelques difficultés en approvisionnement des relais. Des points techniques particuliers ont été soulevés comme le PIND test des relais et l’analyse des gaz résiduels.

les présentations (accès privatif):

Programme
Séminaire CCT Relais: Revue de la DCR 228
Présentation des activités de la task force Etain Pur
Tenue en Chocs et Vibrations des relais LEACH
QPL Leach (extraits)
Fiabilisation des relais DEUTSCH TO5
Qualification des relais 15A STPI
Qualification des thermostats COMEPA
Thermostat 100v DC
Microcontact T3
Dispositifs semi-conducteurs en développement pour les applications automobiles
Retour d’expérience et Perspectives EADS Astrium

 

Diodes laser

 

et atelier en anglais a été l’occasion de faire le point sur les problèmes de fiabilité des diodes laser et en particulier la demande forte des industriels du domaine spatial sur les besoins en terme d'évaluation de la fiabilité de composants stratégiques pour différentes missions à venir : DFB 852 nm et 1550 nm, pompe 980 nm, EDFA, diode de puissance 808 nm, modules optiques, transmission FSO, .... A la suite de cet atelier, il a été proposé la mise en place d'une plate-forme "Fiabilité des dispositifs optoélectroniques pour les applications spatiales"Les manques identifiés recouvrent des étapes nécessaires à la qualification de composants.L'intérêt de cette plate-forme sera donc - de mutualiser des moyens de caractérisations électriques et optiques ainsi que des moyens de microanalyse gérés par des Laboratoires de recherche avec un objectif "Fiabilité" (IXL, LNMO-INSA, IREENA, LPUB, CPMOH, XLim...), - dans un contexte de programmes, de proposer des tests de défaillance adaptés aux composants et des tests environnementaux selon les normes du client (AdvEOTec) pouvant offrir un appui aux industriels concernés permettant de répondre totalement ou partiellement aux besoins exprimés par les projets à venir,- de mettre à disposition des compétences en fiabilité nécessaires pour conduire un programme de qualification et interpréter les résultats obtenus.

les présentations (accès privatif):

Introduction

Session I: Emerging technologies
Laser diodes: emerging technologies and new materials
Antimonide based laser diodes in the 2-2.7 wavelength range
Diode-Pumped Vertical-External-Cavity Surface-Emitting Lasers at 852 nm for atomic inertial sensors
Session II: Laser diodes in space: what components are needed?
Laser diodes in space: needs expression
Development of semiconductor laser devices for space applications
Session III: Manufacturers offer
Lumics laser diode module qualification
DFB laser diodes at 852 nm matching Cesium absorption and their use as components for atomic clocks in space.
High-Power Al-Free Active Region (l = 852nm) DFB Laser Diodes For Atomic Clocks and Interferometry Applications
Tesat Diode Laser Modules and their qualification
Session IV : Qualification strategy
Qualification strategy for high reliability submarine 0.98 µm pump laser module
Presentation of the Laser Diode ESCC Specification Working Group activities
Evaluation and space qualification of laser diodes for ATV-Videometer and PHARAO projects
Fiber Optic Components Qualification for Space Use at IXSpace: example of 980nm Pump Laser Diode
Results from SMOS qualification program
Tests on the Aladin CW pump diodes
Session V: Industrial development
Characterisation of Laser diodes at 0.8µm at EADS-ASTRIUM
Optoelectronic Module for multi giga bit optical interconnects
Session VI: Reliability
Failure mechanisms in semiconductor lasers: 2 decades of failure analysis and failure physics
Statistical approach for long-term lifetime predictions of 1.55 µm laser diodes
Round table

3rd EOS ESD Workshop

 

Ce workshop, co-organisé avec le LAAS a permis de faire le point sur les tendances et les évolutions des problèmes EOS, ESD et EMI. Ces problèmes  génèrent encore la majorité des défaillances alors que la tendance est au maintient, voire à la diminution des surfaces consacrées à la protection alors même que les produits sont de plus en plus sensibles. Cela a également été l’occasion de mieux évaluer la combinaison des problèmes EOS / ESD / EMI et les solutions étudiées par les fabricants. Les outils de caractérisation (TLP et VFTLP) ainsi que les modélisations ont fait des progrès considérable. Cet atelier a été également l’occasion de confirmer des compétences avancées au LAAS (ESD) et à l’INSA Toulouse (EMC / EMI au niveau composants).

les présentations (accès privatif):

Review of Approaches and Solutions for Effective ESD Protection Devices and Schemes in Smart Power ICs

Impact of new technology options on the ESD robustness of sub- 45 nm FinFET technology
ESD protection network development in advanced 65nm CMOS technologies

Comparison of efficient solutions for the ESD Protection of High-Voltage I/Os in Advanced Smart Power Technology

Can HBM tester replace 100ns TLP tester?

EMI-induced failures in integrated circuits operation
Kuijk Bandgap Susceptibility to RF Interferences: Measurements, Modeling and Provisions

Original methodology for Integrated Circuit ESD immunity combining VF-TLP and near field scan testing

EMC considerations in the European Program MOET

Common mode ESD tests at equipment or subsystem level
Electrostatic Discharge From Outside to Surface (ESDFOS) As A Yield and Reliability Risk in Microstructure Assembly Processing

Snapback in well resistors during ESD

OBIC technique for ESD defect localization: Influence of the experimental procedure

Overvoltage during FTLP compared to TLP on a single finger grounded gate nMOS transistor

A simulation tool for CDM stress evaluation at circuit level

Solutions d'échantillonnage rapide de signaux hyperfréquences

Solutions d'échantillonnage rapide de signaux hyperfréquences

L'objet de cette journée était de faire un point sur les techniques et technologies candidates pour digitaliser un signal hyperfréquence. Les techniques électrique, optique et supra ont été abordées. L'expression du besoin pour les applications spatiales notamment a été exposée. Enfin, une table ronde a été organisée afin d'identifier les acteurs européens ou mondiaux du domaine, d'aborder les problèmes de conception et de caractérisation.

 

Electronique Cryogénique

Malgré l'exiguïté de la salle nous avons pu accueillir les 34 participants qui ont tous étés très actifs au cours de cet atelier. Cette participation témoigne de l'intérêt suscité par cette initiative. Compte tenu de l'évolution de ce domaine de l'électronique cryogénique soulignée par de nombreux participants, une programmation récurrente semble se justifier. La prochaine pourrait avoir lieu dans trois ans, plutôt sous la forme d'un séminaire afin d'intégrer au moins un ou deux tutoriaux.

Cet atelier a été l'occasion d'échanger sur les besoins les problèmes et les solutions autour des thèmes suivants :

- Quels retours d’expérience composants (comportement des composants passifs, discrets, optos et intégrés aux températures basses jusqu’à 77°K) ? Comment les performances sont elles affectées par les basses températures ? Quels sont les aménagements de conception nécessaires ?

- Quels retours d’expérience système (électronique de proximité, amplificateurs faible bruit, chaînes de détections …) ?

- Comment cette électronique a été conçue et validée ? Quelles spécifications ? Quels essais ? Quelles lois de fiabilité ? Tenue aux irradiations ? Problèmes posés par les différentes technologies, management thermique des composants : problématique et avancées technologiques ?

- Quelles applications pour l’électronique cryogénique (description des besoins en électronique cryogénique) ?

- Quelle prospective sur les composants et système ultra basse température (1-10°K) ?

La table ronde s'est articulée autour des besoins utilisateurs : quels axes de recherche précis faut-il développer pour maîtriser l’utilisation de ces techniques dans les systèmes embarqués ? Quels partenaires pour une telle recherche ? Ces sujets ont étés abordés après identification de quatre domaines  distincts :

• Quelques centaines de milli kelvins

• Quelques kelvins

• 77 K

• De 0 à -55 degrés Celsius

les présentations (accès privatif):

Programme
SiAs (BIB) detector with cryogenic readout circuit for the DARWIN mission
Matrices de bolomètres supraconducteurs
Développement de LNAs cryogéniques pour le support de mission deep space de l’ESA
Filtres planaires de multiplexeur d'entree à 4 Ghz intégrant des supraconducteurs à haute température critique fonctionnant à 77K pour des applications spatiales
Accroissement de l’Amplification en Tension à Température Cryogénique à l’Aide de Transistors Bipolaires
Techniques de mesures de température de bruit d’amplificateurs cryogéniques très faible bruit
Transistors à ultra-bas bruit, à ultra-faible puissance dissipée et à très basse température
Essais à 77K d’une technologie CMOS 0,35 µm pour application ASIC analogique
La filière HEMT 100nm métamorphique refroidie (77K) pour l’amplification faible bruit, faible consommation en bande Ka et au-delà

Comparaison de performances de different type de LNA

Questions sur l'assemblage

 

Asics analogiques et mixtes pour applications spatiales

 

Les applications spatiales font un usage intensif de circuits intégrés spécifiques dédiés à une application (ASIC) tant pour des raisons évidentes de gain en masse, encombrement, consommation électrique que pour des besoins pointus de performance. Ce constat s'applique à l'ensemble des domaines de l'électronique : analogique, numérique et mixte.

Cependant, le domaine spatial ne représente qu'une part marginale dans le marché du semi-conducteur. De plus, contrairement aux ASIC numériques, il n’y a pas de filière qualifiée spatiale en Europe pour les produits analogiques et mixtes. Or, les coûts d'accès aux fonderies sont devenus tels que bien souvent le développement de ces composants se fait au travers d'une fonderie multi projets « universitaire ». La question se pose alors de savoir comment passer d'un prototype à un composant de vol en abordant les problématiques d’encapsulation, d’environnement radiatif, de qualité, de fiabilité et de garantie des performances.

Cet atelier a permis de faire le point sur l’offre technique actuelle de la part de fabricants ou de services multi projets, de centres de design, et de sociétés réalisants l’encapsulation et l’industrialisation.

Les tables rondes ont permis de faire un point sur les

La confrontation d'expérience entre la communauté spatiale et les autres communautés de « petits » utilisateurs (faible volume d’achat) permettra d’identifier des besoins, des pratiques communes. En fonction des éléments apportés par cet atelier, le CNES envisagera d'émettre des recommandations pratiques en direction des projets peu ou pas expérimentés dans la réalisation d'ASIC destinés aux applications spatiales.

les présentations (accès privatif):

Présentation des CCT
Présentation de la problématique ASIC A&M
Le Service CMP : Fabrications de Circuits Intégrés et MEMS
Techno CMOS pour utilisateurs faible volume
Fonderie CMOS 0,5µm Mixte Tolérante aux Radiation
Solutions Assemblage et Test pour les composants de Haute-Fiabilité
Packaging and tests of space components
Questions des utilisateurs aux fournisseurs présents
Développer, Qualifier, Industrialiser un ASIC Spatial : Expériences et Prospective
Retour d’expérience du développement des ASICs mixtes "LNR – Liaison Numérique Rapide" de SPOT 5
Méthode de durcissement systématique pour technologie CMOS : application pratique sur la technologie I3T80-HR
ASIC pour BEPI COLOMBO
Développements d’ASIC frontaux pour la spectro-imagerie gamma embarquée
Développement d’une IP de liaison numérique rapide à 10 Gbit/s
Introduction, Trade-off ASIC/FPGA
Développement d’un ASIC numérique complexe basé sur une technologie 0,18 µm commerciale durcie par design
ASIC Qualifiés pour Applications Spatiales
Présentation du groupe PSI Electronics
Outils CNES pour le support à la conception et à l’analyse de défaillance
Table Ronde

Fiabilité des cellules solaires, besoins, retour d'expérience.du composant à l'énergie bord

 

Réalisé en anglais, cet atelier a été divisé en deux parties distinctes : le matin consacré aux cellules et l’après midi plutôt consacré aux panneaux. Si l’approche système a permis jusqu’à présent de répondre aux besoins, la généralisation des tri-jonctions amène des interrogations sur une meilleure connaissance des mécanismes de pannes et sur la fiabilité des cellules. Les données utilisées datent en effet des années 70 lorsque les cellules étaient en silicium et de faible dimension.

les présentations (accès privatif):

Agenda

Triple junction cell technology
Defect characterization by light emission and laser stimulation
Shunting, lock-in thermography, and the low light level performance of silicon solar cells
Electroluminescence testing
Solar cell and photovoltaic assembly reliability
Do cell cracks really matter?

 

Apport des nanotechnologies pour servir les techniques de bases spatiales

 

Ce séminaire a permis de présenter les résultats d’une étude libre R&T lancée par le CNES en 2005 sur ce thème. Christian JOACHIM et Xavier BOUJU, nous ont exposé les sorties de cette étude. Nous retenons tout d’abord que les nanotechnologies (beyond Moore) ont quelques applications spécifiques en cours d’évaluation par la NASA (cryptographie quantique et liaison optique sécurisée), que quelques composants sont commercialisés (quantum dots). Pour autant, il s’agit d’applications représentant un avenir plutôt lointain et à l’exception de cette activité de veille indispensable, il n’y a pas de nano objets en vue. Seul l’utilisation à l’échelle mésoscopique des propriétés des nanomatériaux offre de sérieuses perspectives (renforcement de structures, couches minces à propriétés thermiques, optiques, ferromagnétiques … améliorées.   

les présentations (accès privatif):

Nano-sciences,Nano-technologies,Nano-materiaux

 

Sans Plomb

Ce séminaire témoigne de la prise en compte de réseau existants, en particulier le groupe de travail ANADEF sur le sans plomb. Il s’agit également d’une alternative annuelle récurrente organisée alternativement par le CNES, la DGA et EDF. Cela a été l’occasion de faire un point sur la directive RoHS, ses impacts, les solutions technologiques étudiées et appliquées ainsi que des retours d’expérience dans différents secteurs industriels.

les présentations (accès privatif):

Le Spatial et la directive RoHS vis-à-vis du sans-plomb
Préparation à la Technologie Sans Plomb dans l’Automobile
Engagement vers la RoHS pourles équipements aéronautiques
AMELIE: fiabilite des assemblages sans plomb
Retours d’expérience sur les finitions alternatives au plomb
Green Electronics in Aeronautical and Military Communication Systems
Impact de la directive RoHS sur les circuits imprimés
Licence pro. ACE Assemblage et Conditionnement en Electronique
La RoHS vue des composants electroniques : technologie et logistique
lead free – phase backward: solution interposer pour BGA SAC

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