Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les structures de guidage HF connectent les composants d'un système ou apportent la puissance nécessaire. Des techniques de calcul ont été développées pour les concevoir et pour obtenir les meilleures performances. Cependant, leur mise en œuvre dépend de l'application et de la fréquence d'opération. Dans cet article, divers procédés en technologies planaires et multicouches sont présentés. Ensuite, le concept de matrice de répartition d'un dispositif utilisé en conception assistée par ordinateur est abordé. Puis, les performances comme l'atténuation et la tenue en puissance de plusieurs structures de guidage sont discutées. Enfin, quelques applications et perspectives sont présentées.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Michel NEY : Professeur émérite à l’Institut Mines-Télécom, IMT Atlantique à Brest, France
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Camilla KÄRNFELT : Ingénieure d’études à l’Institut Mines-Télécom, IMT Atlantique à Brest, France
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Benjamin POTELON : Professeur l’Institut Mines-Télécom, IMT Atlantique à Brest, France
INTRODUCTION
Dans cet article, on aborde un point de vue fondamental qui justifie à lui seul le développement des techniques numériques déjà exposées dans l’article [E 1 170] et la théorie fondamentale des structures guidantes en général, exposée dans l’article [E 1 171]. En effet, l’objectif général de ces deux articles, il faut le rappeler, est de conduire à la mise en œuvre effective des dispositifs micro-ondes et millimétriques. Reste donc un volet important qui concerne les aspects pratiques et technologiques de ces structures. Il a été souligné que la forme des guides dépend de plusieurs facteurs comme la fréquence d’opération, la puissance transportée et l’application ou/et la mise en œuvre sur des substrats dédiés à l’intégration avec d’autres composants pour une plus grande compacité. C’est pourquoi, dans une première étape sont présentés les aspects matériels de la technologie (matériaux et techniques physico-chimiques de fabrication). Dans une seconde étape, on s’intéresse aux techniques d’aide à la conception des circuits. En effet, un guide ou tout autre composant peut être représenté par une matrice de répartition reliant les puissances transmises et réfléchies aux différents accès. Lorsque ceux-ci sont connectés à d’autres modules, il est possible de représenter la matrice de répartition globale qui tient compte des connexions internes. Ensuite, les performances en termes d’atténuation due principalement aux pertes dans les diélectriques et par conduction sont exposées, les autres types de pertes étant brièvement discutés. De plus, on s’intéresse à la limitation en puissance due aux phénomènes d’échauffement et de claquage, en décrivant brièvement leur mécanisme et en donnant quelques exemples numériques. Enfin, les domaines d’applications et les perspectives des circuits micro-ondes et millimétriques sont présentés.
Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire et un tableau des notations et des symboles utilisés.
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MOTS-CLÉS
VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 2003 par Marc HÉLIER, Michel NEY, Christian PICHOT
- Version archivée 2 de août 2016 par Michel NEY, Camilla KÄRNFELT
DOI (Digital Object Identifier)
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Sigles, notations et symboles6. Glossaire
technologie planaire ; planar technology
Procédé pour la mise en œuvre de circuit sur des substrats plats. Les lignes sont déposées ou gravées sur la surface du substrat. Dans le cas multicouche, des substrats différents sont empilés et les lignes déposées sur les interfaces peuvent être connectées par des trous métallisés (vias). La structure peut être munie ou non d’un plan de base métallique.
métallisation ; metallization
Procédé pour ajouter du métal sur ou à travers des substrats. Par exemple, le dépôt électrolytique, le collage de feuille de cuivre (laminage par chauffage et pressage), pulvérisation cathodique et par peinture (sur substrat mousse par exemple).
sérigraphie ; screen printing
Procédé qui consiste à étaler mécaniquement des pâtes pour les diélectriques ou encres pour les conducteurs en géométrie planaire qui peut être multicouche. Après chaque couche, une cuisson à 900 °C doit être appliquée.
sérigravure ; thin-film etching
Procédé alliant à la fois la gravure et la sérigraphie. Les couches métalliques sont recouvertes d’une résine photosensible permettant la gravure (etching) des motifs.
procédé céramique à basse température ; Low Temperature Cofired Ceramic (LTCC)
Empilement puis laminage de substrats en céramique, préalablement munis de motifs conducteurs, résistances, capacités et de trous métallisés, suivis d’un traitement thermique pour la soudure aux interfaces, typiquement 850 °C, Pour un traitement supérieur à 1 000 °C, on parle de procédé HTCC (High Temperature Cofired Ceramic). Le développement en cours qui vise un frittage en dessous de 500 °C est désormais appelé ULTCC (Ultra Low Temperature Cofired Ceramics).
technologie mousse ; foam technology
Utilisation d’une mousse (imide polyméthacrylique) comme substrat à relativement faibles pertes, pouvant être métallisée et ayant une permittivité proche de celle du vide.
fabrication additive ou impression 3D ; additive manufacturing ou 3D printing
Réalisation d’objet obtenus par le dépôt successif de couches de matières. Les matériaux de base constituant ces couches peuvent se présenter sous de...
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HOFFMAN (R.K.) - Handbook of microwave integrated circuits. - Artech House Inc. Norwood (1987).
-
(2) - LAVERGHETTA (T.S.) - Microwave materials and fabrication techniques. - Artech House Inc. Norwood (2000).
-
(3) - CHENU (S.), COUPEZ (J.-P.), KARPUS (F.), TOUBLANC (B.) - Development of new technologies using foam materials for RF device integration. - European Microwave Conference (EuMC), p. 326-329 (2013).
-
(4) - SCHMITT (S.) - La microélectronique hybride – La couche épaisse. - Hermes, Paris, ISBN 2-86601-232-1 (1990).
-
(5) - PERSON (C.), RIUS (E.), COUPEZ (J.-PH.) - Hybrid 3D integrated circuits at millimeter-wave frequencies : advantages and trends. – Chap. 4 – Millimeter waves in communication systems. - Editor : Michel Ney, Hermes Penton Sciences : Innovative technology : Information systems and networks, p. 68-93 (2002).
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Une liste de logiciels pour le calcul électromagnétique, pouvant être utiles à la caractérisation de guides, discontinuités ou de systèmes, serait bien longue à établir. Il existe depuis quelque temps un site (la pérennité ne peut cependant pas en être assurée) qui recense de façon assez complète les principaux logiciels commerciaux ou de laboratoires :
http://www.clemson.edu/ces/cvel/modeling/EMAG/csoft.html
On y trouve à la fois les logiciels de modélisation de circuits et de systèmes, et de calculs électromagnétiques, en rapport avec cet article. Il présente également des liens directs vers les fournisseurs de logiciels et les logiciels libres.
Dans le cadre de la simulation mutiphysique, les simulateurs électromagnétiques les plus connus ont des moteurs pour le couplage des champs avec d’autres phénomènes physiques, surtout mécaniques et plus rarement avec la biothermie (calcul en dosimétrie). Cependant, on peut noter un logiciel disponible en ligne qui permet le couplage sur demande de l’utilisateur de nombreux phénomènes :
https://www.comsol.fr/products
On peut coupler des simulateurs de chimie, électromagnétique, transfert de chaleur, mécanique et d’écoulement de fluide.
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