TITRE : Chambre à vapeur

Domaine technique

[0001] La présente description concerne de façon générale le refroidissement de systèmes, comme des systèmes mécaniques ou des systèmes électroniques. De façon plus particulière, la description concerne un dispositif de refroidissement de type "chambre à vapeur" et son procédé de fabrication.

Technique antérieure

[0002] Beaucoup de systèmes, comme les systèmes mécaniques ou les systèmes électroniques, peuvent être sujets à des phénomènes de surchauffe susceptibles de les endommager ou d'endommager l'environnement dans lequel ils fonctionnent. Un moyen efficace de contrer les phénomènes de surchauffe est l'utilisation de dispositifs de refroidissement.

[0003] Il existe plusieurs types de dispositifs de refroidissement comme les systèmes de climatisation, les caloducs, les chambres à vapeur, etc. Il est courant d'associer un dispositif de refroidissement à un système susceptible de surchauffe en le positionnant proche d'un point chaud de ce système.

[0004] Il serait souhaitable de pouvoir améliorer, au moins en partie, les inconvénients des dispositifs de refroidissement existants et de leurs procédés de fabrication

Résumé de l'invention

[0005] Il existe un besoin pour des dispositifs de refroidissement plus performants.

[0006] Il existe un besoin pour des chambres à vapeur plus performantes .

[0007] Il existe un besoin pour des procédés de fabrication de dispositifs de refroidissement plus performants. [0008] Il existe un besoin pour des procédés de fabrication de chambres à vapeur mieux adaptés à la fabrication en série de chambres à vapeur.

[0009] Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des chambres à vapeur connus.

[0010] Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des procédés de fabrication connus de chambres à vapeur.

[0011] Un mode de réalisation prévoit un procédé de fabrication d'un compartiment rempli d'un fluide et scellé comprenant les étapes suivantes :

(a) former au moins une première cavité à partir d'une première face d'un premier substrat ;

(b) positionner une deuxième face d'un deuxième substrat en regard de la première face dudit premier substrat ;

(c) remplir au moins partiellement ladite au moins une première cavité avec un fluide ;

(d) coller ladite première face dudit premier substrat à ladite deuxième face dudit deuxième substrat en effectuant un recuit et en pressant, simultanément, lesdits premier et deuxième substrats l'un contre l'autre.

[0012] Selon un mode de réalisation, ledit compartiment est une chambre à vapeur, et le fluide est un fluide de refroidissement .

[0013] Selon un mode de réalisation , le procédé comprend, en outre, une première étape de dégazage desdits premier et deuxième substrats effectuée avant l'étape de remplissage.

[0014] Selon un mode de réalisation, la première étape de dégazage est un dégazage à chaud.

[0015] Selon un mode de réalisation , le procédé comprend, en outre, une deuxième étape de dégazage de l'environnement desdits premier et deuxième substrats effectuée après l'étape de remplissage.

[0016] Selon un mode de réalisation, pendant la deuxième étape de dégazage, les premier et deuxième substrats sont approchés l'un de l'autre pour limiter l'évaporation du fluide.

[0017] Selon un mode de réalisation, au moins une deuxième cavité est formée à partir de la deuxième face du deuxième substrat .

[0018] Selon un mode de réalisation, l'étape de positionnement comprend l'alignement de ladite au moins une deuxième cavité avec ladite au moins une première cavité.

[0019] Selon un mode de réalisation, pendant l'étape de remplissage ladite au moins une première cavité est remplie avec un volume de fluide de refroidissement supérieure au volume de ladite au moins une première cavité.

[0020] Selon un mode de réalisation, le premier substrat et le deuxième substrat sont en un matériau semiconducteur, en silicium, ou en verre.

[0021] Selon un mode de réalisation, le matériau semiconducteur comprend du silicium.

[0022] Selon un mode de réalisation, le recuit est effectué à une température comprise entre environ 175 et environ 400 °C.

[0023] Selon un mode de réalisation, le recuit est effectué à une température de l'ordre de 200 °C.

[0024] Selon un mode de réalisation, la pression desdits premier et deuxième substrats est effectuée avec une force comprise entre 0,5 et 2 kN.

[0025] Selon un mode de réalisation, le fluide de refroidissement est choisi parmi le groupe, non exhaustif, comprenant : l'eau, l'hélium, l'hydrogène, l'oxygène, l'azote, le sulfure, le néon, l'argon, le méthane, le krypton, le mercure, l'ammoniaque, l'acétone, l'éthane, le pentane, 1 'heptane, l'éthanol, le méthanol, l'éthylène glycol, le toluène, le naphtalène, le trichlorof luorométhane , le dichlorof luorométhane (CHC1L2F, aussi connu sous la dénomination commerciale Fréon 21) , le chlorodif luorométhane (CHC1F2, aussi connu sous la dénomination commerciale Fréon 22) , le 1 , 1 , 2-Trichloro-l , 2 , 2-trif luoroéthane (C2C13F3, aussi connu sous la dénomination commerciale Freon 113) , le fluide connu sous la dénomination commerciale Flutec PP2, le fluide connu sous la dénomination commerciale Flutec PP9, le fluide connu sous la dénomination commerciale Dowtherm, le fluide connu sous la dénomination commerciale Novec, et les dérivés et mélanges de ces fluides.

[0026] Un autre mode de réalisation prévoit une chambre à vapeur fabriquée en utilisant le procédé décrit précédemment.

[0027] Un autre mode de réalisation prévoit un appareil adapté à mettre en oeuvre le procédé décrit précédemment.

[0028] Selon un mode de réalisation, l'appareil est adapté à effectuer simultanément un recuit et une pression du premier substrat et du deuxième substrat l'un contre l'autre avec une force comprise entre 0,5 et 2 kN.

Brève description des dessins

[0029] Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

[0030] la figure 1 représente une vue en coupe et fonctionnelle, schématique, d'une chambre à vapeur associée à un dispositif électronique ;

[0031] la figure 2 représente une vue en coupe, schématique, d'un mode de réalisation d'un substrat utilisé pour la fabrication de chambres à vapeur ; [0032] la figure 3 représente une vue en coupe, schématique, d'un mode de réalisation de chambres à vapeur utilisant le substrat de la figure 2 ;

[0033] la figure 4 représente deux vues en coupe, schématique et partiellement sous forme de blocs, d'un dispositif utilisé pour la fabrication des chambres à vapeur de la figure 2 ;

[0034] la figure 5 représente une vue en coupe illustrant le positionnement du substrat de la figure 2 dans le système de la figure 4 ;

[0035] la figure 6 représente un schéma bloc illustrant des étapes d'un mode de mise en oeuvre d'un procédé de fabrication des chambres à vapeur de la figure 2 ;

[0036] la figure 7 représente quatre vues en coupe illustrant un exemple de procédé de collage de deux substrats pouvant être utilisés dans le procédé de la figure 6 ;

[0037] la figure 8 représente une vue en coupe d'une cavité avec laquelle peut être mise en oeuvre une variante du procédé de la figure 6 ;

[0038] la figure 9 représente, schématiquement, une vue en coupe d'une autre cavité avec laquelle peut être mise en oeuvre une variante du procédé de la figure 6 ; et

[0039] la figure 10 représente, schématiquement, une vue en coupe d'une micro-batterie avec laquelle peut être mise en oeuvre une variante du procédé de la figure 6.

Description des modes de réalisation

[0040] De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. [0041] Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés.

[0042] Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.

[0043] Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures.

[0044] Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.

[0045] La figure 1 est une vue en coupe, fonctionnelle et schématique d'un système électronique 100 comprenant une chambre à vapeur 150.

[0046] Le système électronique 100 est monté sur un substrat

200, par exemple, par l'intermédiaire de billes de connexion

201. Le substrat 200 est, par exemple, un substrat massif, ou une carte de circuit imprimé, etc.

[0047] Le système électronique 100 est composé d'un dispositif électronique 120 et de la chambre à vapeur 150.

[0048] Le dispositif électronique 120 est quelconque, et peut comprendre un ou plusieurs composants, un ou plusieurs circuits, par exemple un ou plusieurs circuits imprimés, etc. Ces composants sont représentés, en figure 1, par une couche 121. Le dispositif 120 comprend, en outre, au moins un point chaud 123, c'est-à-dire une zone susceptible de dégager une forte chaleur, ou une zone susceptible de surchauffer. Ce point chaud 123 peut correspondre à une partie d'un composant, un composant entier, un ensemble de composants, un conducteur, etc. Le point chaud 123 est représenté, en figure 1, par un bloc 123.

[0049] La chambre à vapeur 150 comprend une cavité 151 formée dans un substrat 153. La cavité 151 est remplie d'un fluide 155 de refroidissement. Sur les parois de la cavité 151 est disposée une structure 157 de retour par capillarité.

[0050] La chambre à vapeur 150 est disposée de façon à aider au refroidissement du point chaud 123 du dispositif 120. Ainsi, une face inférieure 158 de la cavité 151 est positionnée contre le point chaud 123 du dispositif électronique 120, cette face est appelée évaporateur. Une face supérieure 159 du dispositif électronique 120, opposée à la face 158, est appelée condenseur. La face supérieure 159 peut être accolée à un dissipateur thermique non représenté en figure 1.

[0051] Le fonctionnement de la chambre à vapeur 150 est le suivant. Au repos, c'est-à-dire lorsque le point chaud 123 ne dégage pas de chaleur, le fluide 155 est à l'équilibre entre sa phase gazeuse, ou phase vapeur, et sa phase liquide. Lorsque le point chaud 123 produit de la chaleur, le fluide 155 directement proche du point chaud 123 s'évapore, et crée un mouvement de vapeur au sein de la cavité 151. Plus particulièrement, le fluide 155 en phase vapeur s'éloigne de la face 158, par exemple en allant vers la face 159, ce qui est symbolisé, en figure 1, par une flèche Fl. Une fois que le fluide 155 en phase vapeur atteint la face 159 de la cavité, il rencontre la structure 157 de retour par capillarité et se condense pour reprendre sa phase liquide. La chaleur est ainsi libérée du côté du condenseur, par exemple dans un dissipateur thermique, ce phénomène est symbolisé par les flèches F2. La température du fluide 155 diminue alors et il retourne à sa position initiale, en suivant, par exemple, la direction des flèches F3.

[0052] La figure 2 est une vue en coupe d'un mode de réalisation d'un substrat 300. Le substrat 300 est, par exemple, en un matériau semiconducteur, comme un matériau comprenant du silicium. Selon une variante, le substrat 300 peut être en verre.

[0053] Le substrat 300 est destiné à la fabrication de chambres à vapeur, et a subi différentes opérations de préparation à cette fabrication.

[0054] Plus particulièrement, des cavités 301 sont formées à partir d'une face 303 supérieure du substrat 300. Chaque cavité 301 est destinée à former, totalement ou en partie, la cavité d'une chambre à vapeur du type de la chambre à vapeur décrite en relation avec la figure 1. Les cavités 301 peuvent être obtenues par divers procédés de masquage et de gravure.

[0055] De plus, des structures 305 de retour par capillarité sont formées dans le fond des cavités 301. Selon une variante, les structures 305 de retour par capillarité sont aussi sur les parois latérales des cavités 301. Selon un exemple, la structure 305 de retour par capillarité est une structure appelée "mèche" pouvant comprendre des structures poreuses comme des rainures ou des mousses métalliques, comme des mousses en cuivre ayant des pores de dimension minimales de l'ordre de 1 pm. Selon un exemple, la structure de retour par capillarité peut être une structure poreuse fabriquée à partir d'un substrat, par exemple en cuivre ou en silicium, dans lequel sont formées des rainures, par exemple de largeur de l'ordre de 1 pm à 1 mm, et/ou des colonnes, par exemple de largeur de l'ordre de 1 pm à 1 mm.

[0056] Selon un exemple de réalisation, le substrat 300 peut avoir une épaisseur E comprise entre 200 et 300 pm, par exemple de l'ordre de 225 pm. Selon un exemple, le substrat peut avoir été aminci pour présenter une telle épaisseur. Les cavités 301 peuvent avoir une profondeur P comprise entre 50 et 100 pm, par exemple de l'ordre de 75 pm. Ces dimensions ne sont qu'un exemple de réalisation, la personne du métier saura adapter ces dimensions à celles des chambres à vapeur à fabriquer .

[0057] La figure 3 est une vue en coupe d'un mode de réalisation d'un système 400 comprenant des chambres à vapeur 401. Plus particulièrement, le système 400 comprend, en figure 3, quatre chambres à vapeur 401 identiques aux variations de fabrication près.

[0058] Le système 400 est formé à partir de deux substrats 403 et 405 similaires et du type du substrat 300 décrit en relation avec la figure 2. Ainsi, chaque substrat 403, 405 comprend des cavités formées à partir d'une de ses faces. Pour former le système 400, les cavités des substrats 403 et 405 sont remplies d'un fluide de refroidissement 407 puis les substrats 403 et 405 sont assemblés l'un à l'autre par un procédé de collage. Plus particulièrement, les deux faces depuis lesquelles s'étendent les cavités des substrats 403 et 405 sont collées, et les cavités des substrats 403 et 405 sont alignées. Chaque enceinte formée par la liaison d'une cavité du substrat 403 et d'une cavité du substrat 405 est destinée à former une chambre à vapeur. Les procédés de remplissage et de collage utilisés pour former le système 400 sont décrits plus en détails en relation avec les figures 4 à 6. [0059] Selon un mode de réalisation, le fluide de refroidissement 407 est choisi parmi le groupe, non exhaustif, comprenant : l'eau, l'hélium, l'hydrogène, l'oxygène, l'azote, le sulfure, le néon, l'argon, le méthane, le krypton, le mercure, l'ammoniaque (NH3) , l'acétone (C3H6O) , 1 ' éthane

(C2H6) , le pentane (C5H12) , l'heptane (C7H16) , l'éthanol (C2H5OH) , le méthanol (CH3OH) , l'éthylène glycol (C2H6O2) , le toluène (C7H8) , le naphtalène (C10H8) , le trichlorof luorométhane (CC13F, aussi connu sous la dénomination commerciale Fréon 11) , le dichlorof luorométhane (CHC12F, aussi connu sous la dénomination commerciale Fréon 21) , le chlorodif luorométhane (CHC1F2, aussi connu sous la dénomination commerciale Fréon 22) , le 1 , 1 , 2-Trichloro-l , 2 , 2- trif luoroéthane (C2C3F3, aussi connu sous la dénomination commerciale Freon 113) , le fluide connu sous la dénomination commerciale Flutec PP2, le fluide connu sous la dénomination commerciale Flutec PP9, le fluide connu sous la dénomination commerciale Dowtherm, le fluide connu sous la dénomination commerciale Novec, et les dérivés et mélanges de ces fluides.

[0060] Selon une variante de réalisation, les substrats 403 et 405 peuvent avoir des cavités de profondeurs différentes. Selon une autre variante de réalisation, l'un des deux substrats 403 ou 405 peut ne pas comprendre de cavités.

[0061] La figure 4 représentent deux vues (a) et (b) en coupe d'un appareil 500 pouvant être utilisé pour la fabrication du système de la figure 3. Les vues (a) et (b) illustrent deux positions différentes de l'appareil 500.

[0062] L'appareil 500 comprend une base 501 comprenant une enceinte 503 couverte par un couvercle 505. Les dimensions de l'enceinte 503 sont assez grandes pour qu'elle puisse contenir au moins un système du type du système 400 décrit en relation avec la figure 3. Selon un mode de réalisation, le couvercle 505 permet de fermer hermétiquement l'enceinte 503. Le couvercle 505 est attaché à la base 501 par un moyen d'attache 507. Selon un exemple, le moyen d'attache 507 est un bras articulé adapté à faire pivoter le couvercle 505 par rapport à la base 501. Les vues (a) et (b) illustrent deux exemples de position du couvercle 505. Plus particulièrement, la vue (a) de la figure 4 illustre le cas où le couvercle 505 est fermé, et la vue (b) illustre le cas où le couvercle 505 est ouvert .

[0063] L'appareil 500 comprend, en outre, un support 509 disposé dans l'enceinte 503, et un support 511 fixé au couvercle 505. Les supports 509 et 511 sont adaptés à recevoir tous types de substrats, comme par exemple des substrats du type du substrat 300 décrit en relation avec la figure 2. Les supports 509 et 511 comprennent des moyens d' accroche, non représentés en figure 4, permettant d'agripper un substrat. Ces moyens d' accroche sont, par exemple, des moyens d' accroche mécanique comme des crochets, une couche adhésive déposée à la surface du support 509, 511, une aspiration sous vide etc. La position latérale et la position en hauteur des supports 509 et 511, par rapport à, respectivement, l'enceinte 503 et le couvercle 505, sont ajustables par des moyens non représentés en figure 4. Selon un mode de réalisation, les supports 509 et 511 sont, en outre, adaptés à appliquer une pression, par exemple avec une force inférieure ou égale à 2 kN.

[0064] L'appareil 500 comprend, en outre, un dispositif 513 (DEGAS) adapté à faire le vide dans l'enceinte 503 une fois que le couvercle 505 est en position fermée (vue (a) ) . Le dispositif 513 est relié à l'enceinte par un conduit 515 formé dans la base 501. Selon un exemple, le dispositif 513 est une pompe à vide, par exemple, associée à un piège à froid. Selon un exemple, la conduite 515 peut être reliée au dispositif 513 par l'intermédiaire d'une vanne étanche. Selon une variante, le conduit 515 peut être relié à un ou plusieurs autres dispositifs de transmission et/ou de traitement de gaz.

[0065] L'appareil 500 comprend, en outre, des moyens de chauffage, non représentés en figure 4, adapté à effectuer un recuit thermique dans l'enceinte 503.

[0066] La figure 5 est une vue en coupe illustrant le placement des deux substrats 403 et 405 sur les supports 509 et 511 de l'appareil 500 décrit en relation avec la figure 4.

[0067] Pour mettre en place les substrats 403 et 405 sur les supports 509 et 511 de l'appareil 500, le couvercle 505 est placé dans la position ouverte décrite en relation avec la vue (b) de la figure 4.

[0068] Le substrat 403 est positionné sur le support 509. Plus particulièrement, la face inférieure 523 du substrat 403 est disposée contre le support 509. Le substrat 403 est maintenu contre le support 509 par l'intermédiaire des moyens d' accroche du support 509. De même, le substrat 405 est positionné sur le support 511, et plus particulièrement, sa face inférieure 525 est disposée contre le support 511. Le substrat 405 est maintenu contre le support 511 par l'intermédiaire des moyens d' accroche du support 511.

[0069] La figure 6 est un schéma-bloc illustrant un mode de mise en oeuvre d'un procédé de remplissage et de collage conduisant à la formation du système 400 de la figure 3.

[0070] Comme décrit précédemment, le système 400 est constitué de deux substrats 403 et 405 du type du substrat 300 décrit en relation avec la figure 2. Pour mettre en oeuvre le procédé décrit en relation avec la figure 6, l'appareil 500 décrit en relation avec les figures 4 et 5 est utilisé.

[0071] A une étape 601, symbolisée par un bloc "POS", les substrats 403 et 405 sont positionnés sur les supports 509 et

511 de l'appareil 500, comme cela est décrit en relation avec la figure 5. Pour cela, le couvercle 505 de l'appareil 500 est ouvert. Selon un exemple, le substrat 403 est fixé sur le support 509 et le substrat 405 est fixé sur le support 511.

[0072] A une étape 603, symbolisée par un bloc "ALIGN", les positions latérale et en hauteur des supports 509 et 511 sont modifiées pour aligner les substrats 403 et 405. Pour cela, le couvercle 505 de l'appareil 500 est fermé de façon à positionner les supports 509 et 511 parallèle entre eux, et en regard l'un de l'autre. Cette position de l'appareil 500 est décrite en relation avec la vue (a) de la figure 4. On considère que les substrats 403 et 405 sont alignés une fois que les ouvertures des cavités des substrats 403 et 405 sont alignées les unes avec les autres pour obtenir une structure du type du système 400 décrit en relation avec la figure 4. A cette étape, les substrats 403 et 405 sont seulement alignés et ne sont pas mis en contact.

[0073] A une étape 605, symbolisée par un bloc "DEGAS 1", les substrats 403 et 405 sont dégazés, par exemple dégazés à chaud Dégazer les substrats 403 et 405 permet de retirer des espèces chimiques gazeuses pouvant être absorbées par le matériau des substrats 403 et 405. Ces espèces chimiques pourraient rendre le collage des deux substrats 403 et 405 moins efficace. Le couvercle 505 ferme hermétiquement l'enceinte 503 de l'appareil 500. Pour cette étape de dégazage, le dispositif 513 adapté à faire le vide dans l'enceinte 503 et les moyens de chauffage de l'enceinte 503 sont démarrés. En effet, un dégazage de ce type est effectué à haute température, par exemple à une température comprise entre 100 et 200 °C.

[0074] A une étape 607, symbolisée par un bloc "FILL", les cavités des substrats 403 et 405 sont remplies du fluide de refroidissement 407 décrit en relation avec la figure 3. Plusieurs procédés de remplissage différents peuvent être mis en oeuvre ici. [0075] Un premier procédé de remplissage consiste en l'ouverture du couvercle 505 de l'appareil 500, puis le remplissage unitaire ou commun des cavités avec un volume de fluide de refroidissement supérieur au volume de fluide de refroidissement nécessaire au fonctionnement de la chambre à la vapeur. Un remplissage unitaire des cavités peut être réalisé en utilisant un dispositif de remplissage comme une seringue ou une micro-seringue dont les dimensions sont adaptées aux dimensions des cavités. Un remplissage commun des cavités peut être réalisé en utilisant un dispositif de remplissage constitué, par exemple, de plusieurs seringues ou micro-seringues disposées en parallèle. Dans ce procédé, le fluide de refroidissement est introduit dans sa phase liquide après avoir été dégazé.

[0076] Un deuxième procédé de remplissage pouvant être utilisé est similaire au premier procédé, mais en diffère en ce que le fluide de refroidissement est disposé dans les cavités dans sa phase solide après avoir été préalablement purifié et dégazé.

[0077] Un troisième procédé de remplissage pouvant être utilisé est similaire aux premier et deuxième procédés, mais en diffère en ce que le fluide de refroidissement est disposé dans les cavités sous forme d'hydrogel après avoir été préalablement purifié et dégazé. Un hydrogel est un gel dans lequel l'eau est utilisée comme agent gonflant, un gel étant un réseau d'éléments solides dilué dans un solvant.

[0078] A une étape 609, symbolisée par un bloc "MOVE", les substrats 403 et 405 sont approchés l'un de l'autre sans être mis en contact. Pour cela, la position en hauteur des supports 509 et 511 de l'appareil est modifiée. Plus particulièrement, les substrats 403 et 405 sont disposés aussi proches que possible suivant l'ajustement des supports 509 et 511. [0079] A une étape 611, symbolisée par un bloc "DEGAS 2", un dégazage de l'enceinte 503 de l'appareil 500 est opéré. Pour cela, le couvercle 505 ferme hermétiquement l'enceinte 503, et les gaz présents sont évacués par l'intermédiaire du conduit 515 par le dispositif 513. Les substrats ayant été positionné le plus près possible l'un de l'autre, le fluide de refroidissement disposé dans leur cavité ne peut s'évaporer complètement .

[0080] Dans une variante de réalisation, un réservoir comprenant le fluide de refroidissement est placé dans l'enceinte 503, par exemple pendant l'étape de remplissage de l'étape 607, pour permettre de saturer l'atmosphère de l'enceinte avec le fluide de refroidissement. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de faire le vide dans l'enceinte 503.

[0081] A une étape 613, symbolisée par un bloc "CONTACT", les substrats 403 et 405 sont mis en contact en ajustant la position en hauteur des supports 509 et 511.

[0082] Selon un mode de réalisation, pour permettre de dégazer les gaz résiduels dans les cavités des substrats 403 et 405, les substrats 403 et 405 peuvent être, dans un premier temps, espacés d'une faible distance, par exemple de l'ordre de 1 mm, puis mis en contact rapidement. Ainsi, un appel d'air vers l'extérieur des cavités permet d'éliminer les derniers gaz résiduels piégés dans les cavités.

[0083] A une étape 615, symbolisée par un bloc "BOND", les substrats 403 et 405 sont collés l'un à l'autre pour former le système 400 décrit en relation avec la figure 3. Pour cela, les substrats 403 et 405 sont pressés mécaniquement l'un contre l'autre. De plus, simultanément, un recuit est mis en oeuvre dans l'enceinte 503. L'utilisation d'un recuit pendant le collage permet de consolider la liaison entre les deux substrats 403, 405 en formant des liaisons covalentes entres les éléments chimiques des matériaux des substrats 403 et 405, ce qui n'est pas possible à basse température. La force de pression appliquée sur les deux substrats et la température du recuit sont à déterminer en fonction du matériau des substrats 403 et 405 et de la nature du fluide de refroidissement 407 utilisé. Selon un exemple, quand les substrats 403 et 405 sont en silicium et que le fluide de refroidissement est l'eau :

- la force de pression appliquée sur les deux substrats 403 et 405 est inférieure à 2 kN, par exemple comprise entre 0,5 et 2 kN ; et

- le recuit est réalisé à une température comprise entre 175 et 400 °C, par exemple de 200 °C.

[0084] La figure 7 présente plus en détail un exemple de réalisation d'un collage de type Or-Or (Au-Au) utilisé pour coller les substrats 403 et 405.

[0085] A une étape 617, symbolisée par un bloc "END", le procédé de collage est terminé, et le procédé de fabrication du système 400 est terminé. Les chambres à vapeur 401 du système peuvent être individualisées, par exemple par sciage.

[0086] Un avantage du mode de mise en oeuvre décrit en relation avec la figure 6 est qu'il permet de former des chambres à vapeur directement remplies de fluide de refroidissement fermées hermétiquement et sans zone fragile due à un procédé de remplissage externe, comme, par exemple, un remplissage réalisé en formant un trou d'accès à la cavité.

[0087] Un autre avantage du procédé décrit ici est qu'il permet de former un collage fort entre les deux substrats, puisqu'il réalise un collage mettant en oeuvre, simultanément, un recuit et un pressage des substrats l'un contre l'autre.

[0088] La figure 7 représente, de façon schématique, deux vues (a) , (b) , (c) , et (d) en coupe illustrant des étapes de mise en oeuvre d'un procédé de collage de type Or-Or (Au-Au) de deux substrats 701 et 702.

[0089] Un collage de type Or-Or (Au-Au) est généralement utilisée pour coller deux faces de deux substrats, par exemple des substrats semiconducteurs en silicium. Les substrats 701 et 702 considérés ici sont du même type que les substrats 403 et 405 décrits en relation avec la figure 3, et plus particulièrement en un même matériau que les substrats 403 et 405.

[0090] Dans l'exemple illustré en figure 7, le substrat 701 comprend une cavité 703 formée à partir de sa face supérieure 704. Aucune cavité n'est formée dans le substrat 702 dont une des faces 705 est destinée à être collée à la face supérieure 704 du substrat 701, de façon à fermer la cavité 703. Selon une variante de réalisation, une cavité peut être présente dans le substrat 702.

[0091] La vue (a) représente une étape de désoxydation du substrat 701. Pendant cette étape, le substrat 701 est mis en présence d'une solution de désoxydation, par exemple une solution de fluorure d'hydrogène (HF) .

[0092] La vue (a) représente, en outre, une étape de dépôt d'une couche d' accroche 707 sur la face supérieure 704 du substrat 701. La couche d' accroche 707 est, par exemple, une couche de titane déposée par évaporation. Selon un exemple, la couche d' accroche 707 a une épaisseur comprise entre 1 et 10 nm, par exemple de l'ordre de 5 nm.

[0093] La vue (a) représente, en outre, une étape de dépôt d'une couche d'or (Au) 709 par évaporation. Selon un exemple, la couche d'or 709 a une épaisseur comprise entre 10 et 20 nm, par exemple de l'ordre de 15 nm.

[0094] Les épaisseurs des couches 707 et 709 ne sont pas représentées à l'échelle en figure 7. [0095] Les étapes représentées en vue (a) sont, parallèlement, aussi appliquées au substrat 702, et plus particulièrement sa face 705. L'application de ces étapes au substrat 702 n'est pas représentée en figure 7.

[0096] La vue (b) représente, une étape de remplissage de la cavité 703 du substrat 701 avec un fluide de remplissage 711. Le fluide de remplissage 711 est par exemple un fluide de refroidissement du type du fluide de refroidissement 407 décrit en relation avec la figure 3.

[0097] La vue (b) représente, en outre, une étape de positionnement du substrat 702 sur le substrat 701. Le substrat 702 est positionné sur le substrat 701 de façon à avoir leurs faces 704 et 705 en regard, et plus particulièrement les couches d'or qui les recouvrent en regard l'une de l'autre. Par ailleurs, les substrats 701 et 702 sont séparés par des espaceurs 713 amovibles et ne sont donc pas en contact direct. Selon un exemple, les espaceurs 713 sont des lames de rasoirs, ayant une épaisseur de l'ordre de 100 pm.

[0098] La vue (c) représente une étape de mise sous vide de l'ensemble composé des substrats 701 et 702 de façon à évacuer les derniers gaz non condensables présents dans la cavité 703. Le substrat 702 étant en un matériau relativement flexible, comme le silicium, celui-ci se courbe. Selon un exemple, pendant cette étape sous vide la température est toujours égale à la température ambiante.

[0099] La vue (c) représente, en outre, une étape d'application d'une force verticale, symbolisée par la flèche F5 en vue (c) , permettant aux couches d'or déposées sur les faces 704 et 705 des substrats 701 et 702 d'entrer en contact en certains points. Les espaceurs 713 sont toujours conservés. Cette étape correspond en partie à la mise en oeuvre de l'étape 615 décrite en relation avec la figure 6. [0100] La vue (d) représente une étape de finalisation du collage, le collage ayant commencé à opérer au niveau de l'application de la force F5, il se propage jusqu'aux extrémités latérales des substrats 701 et 702 et les espaceurs sont retirés, par exemple manuellement. Une étape de repos est alors mise en oeuvre avant la mise en oeuvre d'un recuit final. Les substrats 701 et 702 sont collés hermétiquement. Cette étape correspond en partie à la mise en oeuvre de l'étape 615 décrite en relation avec la figure 6.

[0101] Les procédés présentés en relation avec les figures 6 et 7 sont décrits ici pour la réalisation d'une chambre à vapeur, mais ils peuvent être utilisés pour la réalisation plus générale de n'importe quel compartiment rempli d'un fluide et scellé hermétiquement. D'autres exemples de tels compartiment sont décrits en relation avec les figures 8 à 10.

[0102] La figure 8 représente une vue en coupe, très schématique, d'un exemple général d'un compartiment 800 pouvant être scellé hermétiquement ou semi-hermétiquement de la manière décrite précédemment.

[0103] Le compartiment 800 est, comme les chambres à vapeur 401 décrite en relation avec la figure 3, formé à partir de deux plaques 801 et 802 collées hermétiquement ou semi- hermétiquement l'une à l'autre. Une cavité 803 est formée à partir d'une face d'au moins une des deux plaques 801 ou 802. En figure 8, les deux plaques ont des cavités 803 mises en regard pendant le procédé de collage. Selon un exemple, les plaques 801 et 802 sont des substrats semiconducteurs, par exemple en silicium, ou des substrats en verre.

[0104] La figure 9 représente une vue en perspective, schématique, d'une variante 900 du compartiment 800 dans lequel les cavités 803 ont comme fond une membrane poreuse 901 permettant un échange entre le fluide encapsulé et l'environnement extérieur.

[0105] Un tel compartiment 900 peut être utilisé pour mettre en oeuvre un dispositif médical, ou paramédical, comme une bio-capsule .

[0106] La figure 10 représente une vue en coupe, très schématique, d'une batterie 1000 pouvant être obtenue en utilisant les procédés des figures 6 et 7. Selon un exemple, la batterie 1000 est une microbatterie.

[0107] La batterie 1000 est formée à partir de deux substrats 1001 et 1002. Dans le substrat 1001, sont formés deux cavités jumelles 1003 et 1004 reliée par une tranchée 1005. Le substrat 1002 est collé sur le substrat 1001 de façon à fermer les cavités 1003 et 1004 et la tranchée 1005.

[0108] Selon un exemple de réalisation, la cavité 1003 est l'anode de la batterie 1000, et la cavité 1004 est la cathode de la batterie 1000.

[0109] La cavité 1003 est remplie par :

- une première couche 1006 de matériaux formant une électrode ;

- une deuxième couche 1007 de matériaux formant l'anode de la batterie 1000 ; et

- une troisième couche 1008 de matériaux formant l'électrolyte de la batterie 1000.

[0110] La troisième couche 1008 déborde de la cavité 1003, dans la tranchée 1005 et dans la cavité 1004. Ainsi, la cavité 1004 est remplie par :

- une première couche 1009 de matériaux, par exemple identique à la couche 1006, formant une électrode ;

- une deuxième couche 1008 de matériaux formant la cathode de la batterie 1000 ; et - une troisième couche 1008 de matériaux formant l'électrolyte de la batterie 1000.

[0111] Le collage des substrats 1001 et 1002, et le remplissage des cavités 1003 et 1004 peut être réalisés par un procédé similaire à ceux décrits en relation avec les figures 6 et 7.

[0112] Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d'autres variantes apparaîtront à la personne du métier. En particulier, l'appareil décrit en relation avec la figure 4 est un exemple d'appareil utilisé pour mettre en oeuvre le procédé de la figure 6, d'autres appareils connus de la personne du métier pourront être utilisés.

[0113] Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus.