Titre de l’invention : Système d’encapsulation de dispositif à ondes élastiques de surface

Domaine de l’invention

L’invention objet de la présente demande porte sur les dispositifs à ondes élastiques de surface, aussi appelés dispositifs à ondes acoustiques de surface ou encore dispositifs SAW selon l’acronyme du terme anglais, « Surface Acoustic Wave ». Elle concerne en particulier un système de protection desdits dispositifs SAW, ainsi qu’un procédé correspondant de fabrication d’un tel dispositif.

Arrière-plan technologique de l’invention

Les dispositifs SAW sont sensibles aux variations de la fréquence résonante d’ondes élastiques en surface de matériaux piézoélectriques selon stimuli externes. Ces stimuli externes peuvent être de nature électrique, physique, chimique ou biologique. La grande versatilité, fiabilité, sensibilité et production économique de ces dispositifs rend leur application hautement désirable dans un grand nombre de domaines. Ainsi les dispositifs SAW sont utilisés dans de diverses applications, notamment comme capteurs de température, de pression, de force, etc.

L’applicabilité de dispositifs SAW présente deux limitations principales : d’une part les risques au bon fonctionnement encourus par exposition des parties sensibles des dispositifs à l’environnement extérieur, et d’autre part l’encombrement dû à la connectique de communication au poste de contrôle. Ainsi est divulgué dans S. Ballandras et al., "P11-5 Micro-Machined, All Quartz Package, Passive Wireless SAW Pressure and Temperature Sensor," 2006 IEEE Ultrasonics Symposium, 2006, pp. 1441-1444, doi: 10.1109/ULTSYM.2006.363, et plus particulièrement p.1443, un premier système d’encapsulation permettant la protection d’un capteur comprenant trois dispositifs SAW pour déterminer la pression et la température.

Objet de l’invention

Compte tenu de ce qui précède, la présente invention a pour objectif d’apporter une solution améliorée de protection de dispositif SAW, et notamment une solution qui réunis robustesse avec compacité et une production plus économique.

Brève description de l’invention

A cet égard l’invention concerne un système d’encapsulation de dispositif SAW, comprenant ledit dispositif SAW comprenant au moins un substrat de base et un transducteur interdigital, aussi appelé transducteur à peignes interdigités ou encore transducteur interdigité, formé sur ledit substrat de base, le système d’encapsulation comprenant par ailleurs un cordon de scellement qui scelle un second substrat avec ledit substrat de base de manière à former une cavité enveloppant ledit transducteur interdigital, ainsi qu’un moyen de connexion pour connecter une antenne, lié à au moins un transducteur interdigital. Le système d’encapsulation est caractérisé en ce que ledit moyen de connexion pour antenne, en particulier un connecteur radiofréquence miniature coaxial, est agencé extérieurement à la cavité sur le substrat de base ou sur le second substrat.

En intégrant la connectique pour antenne directement au système d’encapsulation peut être obtenu une protection de dispositif SAW plus robuste, compacte et économique que connue auparavant. Ainsi l’intégration directe de l’antenne peut éliminer les voies de communication nécessaires précédemment et les contraintes additionnelles présentées par celles-ci. Cela présente un nombre d’avantages :

Dans un premier temps, l’espace total occupé par le système peut être diminué, augmentant sa compacité et sa versatilité de placement, notamment dans des structures déjà existantes, ainsi que dans des espaces restreints.

Ensuite, le nombre de composants et d’étapes de production du système peut être réduit, réduisant les coûts de production d’un tel système d’encapsulation.

Finalement, en réduisant les longueurs des voies conductrices de communication entre dispositif SAW et un moyen de connexion pour antenne déporté peut être avantageusement dissipée par ce système d’encapsulation l’exposition des voies de communication aux risques présentés par l’environnement externe. Ainsi peut être augmentée la fiabilité et robustesse de mise-en-œuvre du dispositif à ondes élastiques de surface protégé.

Dans un mode de réalisation de l’invention, le lien entre ledit transducteur interdigital et le moyen de connexion pour antenne peut comprendre un câblage filaire.

L’établissement d’un lien comprenant un câblage filaire, par exemple par méthode de ‘wirebonding’, peut assurer la communication entre le ou les transducteurs interdigitaux avec des moyens peu coûteux. Ainsi peuvent être utilisés des fils largement accessibles commercialement, dont les éléments conducteurs sont en matériaux tels que de l’aluminium, du cuivre, de l’argent, du platine ou de l’or. Les propriétés physiques, électriques et électromagnétiques de ces fils étant étudiées et prédéterminées, la communication entre transducteurs interdigitaux et moyen de connexion peut être dimensionnée et opérée avec haute précision. Dans un mode de réalisation de l’invention, le lien entre ledit transducteur interdigital et le moyen de connexion pour antenne peut comprendre au moins un via traversant le second substrat.

La formation d’un ou de plusieurs vias formant des pont métalliques conducteurs d’électricité dans le second substrat peut permettre d’établir un lien de communication entre le ou les transducteurs interdigitaux à l’intérieur de la cavité du système d’encapsulation, et un moyen de connexion pour antenne agencé sur le second substrat. Ainsi, le lien de communication réside majoritairement à l’intérieur de la cavité du système, pouvant le protéger avantageusement de risques présentés par l’environnement externe, tels que hautes températures, pollution chimique ou chocs mécaniques. Par exemple peut être assemblé le via dans le second substrat avec un routage électrique, telle qu’une piste ou couche électriquement conductible, disposé sur le second substrat de manière à établir un lien électrique avec un moyen de connexion pour antenne. A l’intérieur de la cavité, la connexion électrique des vias avec le dispositif SAW peut se faire par exemple en utilisant une ou plusieurs perles de soudure ou bosses de soudure, également appelés bumps, placées dans la cavité entre le dispositif SAW et le second substrat établissant un lien électrique avec les vias dans le second substrat.

Dans un exemple, le cordon de scellement est formé en utilisant de la fritte de verre, et les perles de soudure sont en métal noble, en particulier en or.

Dans un mode de réalisation de l’invention, le lien entre ledit transducteur interdigital et le moyen de connexion pour antenne peut comprendre au moins un pad métallique formé sur ou dans le substrat de base et traversant le cordon de scellement.

La formation d’un tel pad métallique traversant le cordon de scellement peut permettre la reprise de connexion et la communication avec un ou plusieurs transducteurs interdigitaux hermétiquement enfermés dans la cavité du système d’encapsulation suite au scellement des deux substrats, sans dégrader ou modifier les substrats eux-mêmes. De plus, grâce à un tel pad conducteur de connexion traversant le cordon de scellement, le lien avec un moyen de connexion pour antenne agencé extérieurement à la cavité sur un substrat de base ou un second substrat peut être opéré et ajusté postérieurement à la fermeture de la cavité hermétique, sans contraintes liées à l’espace restreint de la cavité ou au séquencement des étapes de production du système d’encapsulation. Le pad métallique peut ici correspondre à une piste métallique dans un même matériau que le ou les transducteurs interdigitaux, par exemple en aluminium, or, platine, ou cuivre ou encore un mélange de ces matériaux, en particulier en AlCu. Dans un mode de réalisation de l’invention, la face du substrat de base opposée au second substrat peut comprendre une couche métallique.

Une telle métallisation de la surface arrière du substrat de base du dispositif SAW encapsulé vise à obtenir une meilleure conductivité thermique, notamment permettant d’optimiser le bon fonctionnement d’un dispositif SAW agencé en capteur de température.

Dans un mode de réalisation de l’invention, le substrat de base peut être équipé d’au moins un via métallique, en particulier un via agencé de façon à être électriquement isolé du transducteur interdigital et de préférence dans un même matériau qu’une couche métallique sur la face du substrat de base opposée au second substrat. Dans un autre mode le au moins un via métallique traverse le substrat de base complètement de la face inférieure à la face supérieure du substrat de base et/ou ne traverse le substrat de base que partiellement, partant de la face inférieure mais n’aboutissant pas dans la face supérieure, notamment dans la partie du substrat de base en regard des électrodes. Ainsi, sans perturber les ondes se propageant proche de la surface supérieure du substrat de base, un pont thermique peut être réalisé.

Dans ce mode de réalisation alternatif, un ou des vias métalliques ajoutés dans le substrat de base peuvent servir de ponts thermiques pour le dispositif SAW et similairement permettre d’optimiser le bon fonctionnement d’un dispositif SAW agencé en capteur de température. Les vias métalliques peuvent être de préférence dans un même matériau qu’une couche métallique de conductivité thermique agencée sur le substrat de base. Ainsi la conduction de chaleur vers le dispositif SAW peut encore plus être augmentée. Par ailleurs, les vias ajoutés dans le substrat de base peuvent être arrangés de façon à être électriquement isolés du ou des transducteurs interdigitaux. Ainsi peut être réduit le risque d’une mise en court-circuit des électrodes du ou des transducteurs du dispositif SAW.

Dans un mode de réalisation de l’invention, le cordon de scellement peut être formé par soudure anodique ou fritte de verre.

En formant le cordon de scellement par soudure anodique peut être obtenu un scellement des deux substrats très durable et hermétique. La soudure est particulièrement avantageuse car elle ne nécessite pas l’utilisation de matériaux de scellement additionnels, qui risquent d’être coûteux et d’interférer avec le bon fonctionnement du dispositif SAW.

L’utilisation de fritte de verre pour le scellement des substrats et la formation de la cavité hermétique peut accorder un scellement durable et hermétique, qui en plus est compatible avec l’introduction de pads métalliques de conduction transversalement au cordon de scellement, sans endommager ni le cordon de scellement, ni le ou les pads eux-mêmes. Ainsi, une reprise de connexion avec le dispositif SAW enfermé dans la cavité du système peut être rendue possible.

Dans ce mode de réalisation, la fritte de verre peut par ailleurs être choisie de manière à présenter un coefficient de dilatation correspondant à celui du matériau du substrat de base et/ou du second substrat.

En choisissant un matériau de fritte de verre dont le coefficient de dilatation correspond à celui du matériau du substrat de base ou du second substrat, préférablement des deux, les tensions thermoélastiques induites par variations de températures peuvent être limitées, et même fortement réduites. Un tel choix de matériau peut donc permettre d’augmenter la durabilité mécanique du système d’encapsulation ainsi que la fiabilité d’opération d’un dispositif SAW.

Dans un mode de réalisation de l’invention, le substrat de base peut comprendre un matériau piézoélectrique, en particulier un matériau choisi parmi le quartz (SiO2), le tantalate de lithium (LiTaO3), le niobate de lithium (LiNbO3), le nitrure d’aluminium (AIN), l’oxyde de zinc (ZnO), l’orthophosphate de gallium (GaPO4), le titanate de baryum (BaTiO3), le langasite (La3Ga5SiO14), le langanite (La3Ga5.5Nb0.5O14), le nitrure de gallium (GaN), le titano-zirconate de plomb (PZT) ou le langatate (La3Ga5.5Ta0.5O14).

Ces matériaux présentent des fréquences de résonance particulièrement sensibles à des stimuli externes et peuvent donc être employés avantageusement dans des dispositifs SAW.

Dans un mode de réalisation de l’invention présente, le second substrat peut comprendre un même matériau que le substrat de base.

En assimilant le matériau du second substrat à celui du substrat de base peut être réduit le différentiel de dilatation thermique entre les deux substrats, ainsi augmentant avantageusement la durabilité et robustesse du scellement, et donc de l’herméticité du système d’encapsulation.

L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un système d’encapsulation d’un dispositif SAW, en particulier d’un système d’encapsulation tel que décrit ci-dessus. Le procédé est remarquable en ce qu’il comprend les étapes suivantes : i. La fourniture d’un substrat de base comprenant au moins un transducteur interdigital, ii. Le scellement d’un second substrat sur le premier substrat de manière à former une cavité enveloppant le ou lesdits transducteurs interdigitaux, et iii. L’agencement extérieur à la cavité d’un moyen de connexion pour antenne, en particulier un connecteur radiofréquence miniature coaxial, sur le substrat de base ou le second substrat. Comme indiqué ci-dessus, ce procédé peut permettre d’aboutir à un système d’encapsulation de dispositif SAW accordant une protection plus robuste, compacte et économique que connu auparavant des parties sensibles d’un tel dispositif.

Selon une caractéristique avantageuse, le second substrat de l’étape ii) peut être fourni avec au moins un via et le procédé peut comprendre de plus une étape de connexion électrique du au moins un transducteur avec le moyen de connexion pour antenne en utilisant le au moins un via. Un tel via à travers le second substrat peut permettre d’établir le lien électrique entre le transducteur interdigital de l’étape i enveloppé dans la cavité, et le moyen de connexion pour antenne agencé selon l’étape iii sur le second substrat. Ainsi peut être obtenu un lien électrique parcourant principalement, ou au moins en partie, l’intérieur de la cavité formée par le scellement, ce qui peut protéger avantageusement ce lien de risques présentés par l’environnement externe. Par exemple peut être assemblé le via dans le second substrat avec un routage électrique disposé sur le second substrat et des perles de soudures disposées dans la cavité en interface avec le transducteur interdigital.

Selon une autre caractéristique avantageuse, le substrat de base fourni dans l’étape i peut comprendre une couche métallique sur sa face opposée au second substrat et/ou au moins un via métallique. Cette ou ces caractéristiques peuvent permettre une meilleure conductivité thermique vers le dispositif SAW encapsulé et par cela une utilisation améliorée dudit dispositif SAW, par exemple comme capteur de température. En particulier, les vias compris dans le substrat de base peuvent être arrangés de façon à être électriquement isolés du ou des transducteurs interdigitaux. Ainsi peut être avantageusement réduit le risque d’une mise en court-circuit des électrodes du ou des transducteurs interdigitaux.

Selon une autre caractéristique avantageuse complémentaire du procédé, l’étape ii peut comprendre la formation d’au moins un pad métallique traversant le scellement. La formation d’un tel pad métallique est avantageuse car elle peut permettre d’établir un lien de communication avec un ou plusieurs transducteurs interdigitaux hermétiquement enfermés dans la cavité du système d’encapsulation sans modifier ou dégrader un des deux substrats, postérieurement au scellement des deux substrats.

Selon une dernière caractéristique avantageuse du procédé, l’étape iii peut comprendre une connexion par câblage filaire. Un câblage filaire peut assurer un lien de communication peu coûteux et fiable.

Brève description des dessins

Les objets, caractéristiques et avantages de l’invention telle qu’exposée ci-dessus seront plus exhaustivement compris et appréciés par l’étude de la description suivante plus détaillée de modes de réalisation préférés de l’invention, ainsi que des dessins annexés. La figure 1 représente schématiquement une coupe à travers un système d’encapsulation selon un premier mode de réalisation de l’invention selon lequel le moyen de connexion pour antenne est agencé sur le substrat de base.

La figure 2 représente schématiquement une coupe à travers un système d’encapsulation selon un deuxième mode de réalisation de l’invention selon lequel le moyen de connexion pour antenne est agencé sur le second substrat.

La figure 3 représente schématiquement une coupe à travers un système d’encapsulation selon un troisième mode de réalisation de l’invention selon lequel le moyen de connexion pour antenne est aussi agencé sur le second substrat.

La figure 4 représente schématiquement une coupe à travers un système d’encapsulation selon un quatrième mode de réalisation de l’invention.

La figure 5 illustre schématiquement un exemple d’un procédé selon l’invention.

Description détaillée de l’invention

Dans la suite, les mêmes références sur les figures sont utilisées pour des éléments de même nature. Les figures sont des représentations schématiques qui, dans un objectif de lisibilité, ne sont pas à l’échelle. En particulier, les épaisseurs en direction Z des éléments individuels des figures 1 à 4 ne sont pas à échelle ni relativement les uns aux autres, ni relativement aux dimensions des éléments en direction Y.

La figure 1 représente schématiquement la coupe transversale du premier mode de réalisation du système d’encapsulation objet de l’invention. Y est figuré un système d’encapsulation 1 d’un dispositif SAW 3 comprenant un substrat de base 5 et au moins un transducteur interdigital 7, ou ‘IdT’ selon l’acronyme du terme anglais « Interdigital Transducer », présentant deux électrodes métalliques à peignes interdigités. Le dispositif SAW 3 peut comprendre d’autres éléments, tels qu’au moins un miroir, au moins une cavité de résonance, des connexions électriques, des composants électroniques, etc. La figure 1 montre par ailleurs un cordon de scellement 9 scellant un second substrat 11 sur le substrat de base 5 de manière à former une cavité 13.

Le substrat de base 5 et le second substrat 11 sont disposés sensiblement agencés dans le plan xy dans le système cartésien de référence illustré dans la figure 1. Ainsi le substrat de base 5 présente relativement à l’axe z une face supérieure 5a et une face inférieure 5b. Similairement, le second substrat 11 présente une face supérieure 11a et une face inférieure 11 b. Est figuré aussi schématiquement un connecteur radiofréquence 15, en particulier un connecteur radiofréquence miniature coaxial, agencé extérieurement à la cavité 13 sur le substrat de base 5. Le dispositif SAW 3 est connecté électriquement au connecteur radiofréquence 15 en utilisant une connexion électrique 17, par exemple un pad métallique conducteur de connexion 19 disposé sur la face supérieure 5a du substrat de base 5. La connexion électrique 17 s’étend de l’intérieur de la cavité 13 en passant par le cordon de scellement 9 jusqu’au connecteur radiofréquence 15.

Le substrat de base 5 est un substrat piézoélectrique, par exemple un substrat de type bulk ou piézoélectrique sur isolant (ou « piezo on insulator (POI) » en anglais). Par exemple, le substrat de base 1 est un substrat quartz monocristallin SiO2, en particulier avec une coupe d’orientation cristalline ST.

D’autres matériaux piézoélectriques sont envisageables pour le substrat de base 5, tels que le tantalate de lithium (LiTaO3), le niobate de lithium (LiNbO3), le nitrure d’aluminium (AIN), l’oxyde de zinc (ZnO), l’orthophosphate de gallium (GaPO4), le titanate de baryum (BaTiO3), le langasite (La3Ga5SiO14), le langanite (La3Ga5.5Nb0.5O14), le nitrure de gallium (GaN), le titano-zirconate de plomb (PZT) ou le langatate (La3Ga5.5Ta0.5O14).

Le second substrat 11 est de préférence du même matériau que le substrat de base 5. En choisissant le même matériau pour le second substrat 11 est réduit le différentiel de dilatation thermique entre les deux substrats. Ainsi, le dispositif peut être utilisé dans une large plage de température allant par exemple de 75 K à 700 K sans être exposé à des contraintes mécaniques induites par des changements de températures. Ainsi, la durabilité du système d’encapsulation 1 peut être améliorée.

Le second substrat 11 est scellé sur le premier substrat 5 en utilisant le cordon de scellement 9. Dans le cas d’un substrat de base 5 et d’un second substrat 11 en quartz, un scellement par fritte de verre est de préférence utilisé pour former le cordon de scellement 9 entourant le transducteur 7 disposée sur la face supérieure 5b du substrat de base 5.

En raison de la correspondance matérielle, le scellement par fritte de verre est particulièrement recommandé dans le cas présent du choix de quartz pour matériau du substrat de base ainsi que du second substrat, car le coefficient de dilatation reste essentiellement le même.

Selon le choix de matériau de substrat, une autre méthode de scellement des substrats peut être utilisé, par exemple la soudure anodique, le collage ou la liaison eutectique.

De préférence le cordon de scellement 9 est disposé en veillant à laisser un espace d1 autour du transducteur 7 et tout autre élément du dispositif SAW 3, de manière à ne pas obtempérer son opération. Typiquement l’espace d1 est d’au moins 450 pm, de préférence d’au moins 500 pm.

Un autre espace d2, typiquement de au moins 5 pm, notamment entre 6 pm et 9 pm, est accordé entre la face inférieure 11b du second substrat 11 et le bord supérieur en direction Z du transducteur 7 ou tout autre élément du dispositif SAW 3.

Le contour défini par le cordon de scellement 9 sur la face supérieure 5a du substrat de base 5 peut être sensiblement circulaire, rectangulaire, ou personnalisé en fonction de l’arrangement du dispositif SAW 3 et de ses composants, ou en fonction de la surface du substrat de base 3 requérant protection par encapsulation.

L’assemblage du substrat de base 5, avec le cordon de scellement 9 et le second substrat 11 créé la cavité 13 intérieure à l’assemblage dans laquelle se trouvent les parties sensibles du dispositif SAW 3. Ainsi est établit une encapsulation desdites parties sensibles, et notamment du transducteur 7. Dans certains modes de réalisation, la cavité dans laquelle se trouve le transducteur 7 peut être mise sous vide ou sous une atmosphère contrôlée, telle qu’une atmosphère sous azote.

Dans ce mode de réalisation, le moyen de connexion pour antenne choisi est le connecteur radiofréquence 15. De préférence, le connecteur radiofréquence 15 est un connecteur mâle de type U. FL de Hirose, choisi comme moyen de connexion pour antenne servant à l’interrogation à distance du dispositif SAW 3.

Ce connecteur est particulièrement avantageux en raison de ses petites dimensions, avec un diamètre d’environ 1.25mm et une hauteur d’accouplement inférieure à 2mm, et de ses propriétés de conduction, avec une bande-passante jusqu’à 18Ghz.

Ce connecteur présente par ailleurs une robustesse de l’ordre d’au moins 10'000 cycles d’accouplement.

D’autres connecteurs miniature ou micro-miniature coaxiaux que le Hirose type U. FL sont pour autant envisageables, et notamment des connecteurs selon IEC 61169-1 tels que des connecteurs de MCX, MMCX, SSMA, SSMB, et en particulier des connecteurs radiofréquence selon IEC 61169-65 ou selon IEC 61169-64.

La connexion électrique 17, réalisée par le pad métallique 19, établit un lien de communication avec le transducteur interdigital 7 et permet la transmission de signaux radiofréquence dans le cadre d’une interrogation du dispositif SAW 3. Par le mode de réalisation exposé ci-dessus et illustré dans la figure 1 est obtenu un système d’encapsulation 1 de dispositif SAW 3 comprenant au moins un transducteur interdigital 7 formé sur un substrat de base 1 , protégeant les parties sensibles du dispositif SAW contre les risques présentés par l’environnement, notamment pollution chimique, chocs mécaniques, et/ou températures ou pressions trop élevées.

Grâce à l’intégration d’un connecteur radiofréquence 15 pour interrogation du dispositif SAW 3 directement au système d’encapsulation dudit dispositif SAW est obtenu une solution de protection de dispositif SAW 3 versatile, économique et fiable.

Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux car il permet d’éviter de modifier ou de dégrader le second substrat 11 pour établir le lien entre moyen de connexion pour antenne et transducteur interdigital 7. Dans un avantage additionnel, ce mode de réalisation permet l’obtention d’un dispositif encapsulé fin en direction Z.

Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention illustré dans la figure 2, le connecteur radiofréquence 15 est agencé sur le second substrat 11. Ce mode de réalisation se distingue du mode de réalisation décrit ci-dessus relatif à la figure 1 en particulier par cet agencement différent du connecteur radiofréquence 15, ainsi que par la mise en œuvre distincte du lien électrique 17 entre le connecteur radiofréquence 15 et le transducteur interdigital 7.

Le système d’encapsulation 21 selon de deuxième mode de réalisation représenté par la figure 2 comprend, comme le premier mode représenté par la figure 1 , le dispositif SAW 3 avec le substrat de base 5 et le transducteur interdigital 7 ainsi que le cordon de scellement 9 scellant le second substrat 11 sur le substrat de base 5 de manière à former la cavité 13. Figure 2 illustre aussi schématiquement le connecteur radiofréquence 15 agencé extérieurement à la cavité 13 sur la face supérieure 11a sur second substrat 11 et interfacé par le lien électrique 17 avec le transducteur interdigital 7.

Dans ce mode de réalisation illustré dans la figure 2, au moins un via 23, ici deux vias, traverse le second substrat 11 pour permettre une connexion électrique entre le connecteur radiofréquence 15 et le dispositif SAW 3, en particulier le transducteur 7. Dans ce mode de réalisation la connexion électrique se fait via un routage électrique 25 disposé sur ou dans la surface supérieure 11a du second substrat 11 , mais selon une variante le connecteur radiofréquence pourra être en contact direct avec les vias 23. A l’intérieur de la cavité 13, la connexion électrique des vias 23 avec le dispositif SAW 3 se fait en utilisant une ou plusieurs perles de soudure ou bosses de soudure 27, également appelés bumps, placées dans la cavité 13 entre le dispositif SAW 3, en particulier son transducteur 7, et la face inférieure 11b du second substrat 11 établissant un lien électrique avec des vias 23 dans le second substrat 7. Dans un exemple, le cordon de scellement 9 est formé en utilisant de la fritte de verre, et les perles de soudure 27 sont en métal noble, en particulier en or.

En mettant en oeuvre ce deuxième mode de réalisation est obtenu aussi une solution de protection de dispositif SAW versatile, économique et fiable. En particulier, ce mode de réalisation est avantageux car il permet d’éviter d’interrompre et de dégrader le cordon de scellement 9, et permet l’obtention d’un dispositif plus fin en direction Y. Ce mode présente un avantage additionnel par une fabrication particulièrement rapide, avec une seule étape de scellement. Aucun assemblage de parties ou de connexions est nécessaire ultérieurement au scellement du substrat de base 5 avec le second substrat 11.

Selon un troisième mode de réalisation de l’invention illustré dans la figure 3, un connecteur radiofréquence 15 est agencé sur le second substrat 11 et interfacé avec un transducteur interdigital 7 par un lien électrique 17 comprenant un câblage filaire 33.

Le troisième mode de réalisation représenté par la figure 3 comprend un autre système d’encapsulation 31. Dans le troisième mode de réalisation, le connecteur radiofréquence 15 est positionné sur la face supérieure 11a du second substrat 11 , mais la liaison électrique avec le dispositif SAW 3 ne se fait plus en utilisant des vias 23 comme illustré dans la deuxième réalisation de l’invention.

Dans ce troisième mode de réalisation, le lien électrique 17 comprend le pad métallique conducteur 19 traversant le cordon de scellement 9 comme dans le premier mode de réalisation et de plus un câblage filaire 33. Le câblage filaire 33 établit la connexion électrique entre le pad métallique conducteur 19 en interface avec le transducteur interdigital 7 du dispositif SAW 3 et le moyen de connexion pour antenne. Cette connexion peut être direct ou via une couche conductrice 35 agencée sur la face supérieure 11a du second substrat 11 , sur lequel est agencé le moyen de connexion pour antenne, en particulier un connecteur radiofréquence 15.

Ainsi ce troisième mode de réalisation présente aussi une solution de protection de dispositif SAW versatile, économique et fiable.

Le quatrième mode de réalisation représenté par la figure 4 est basé sur le premier mode de réalisation et comprend un système d’encapsulation 41 avec une couche métallique 43 sur la face inférieure 5b du substrat de base 5. De plus, au moins un, ici deux, via métallique 45a, 45b est formé dans le substrat de base 5. Un via métallique 45a traverse le substrat de base complètement de la face inférieure 5b à la face supérieure 5a. Un autre via 45b ne traverse le substrat de base 5 que partiellement, partant de la face inférieure 5b mais n’aboutissant pas dans la face supérieur 5a. Le via 45b ne modifie donc pas la composition de la face supérieure 5a du substrat de base 5.

La couche métallique 43 et les vias 45a, 45b améliorent la conductivité thermique entre l’environnement ambiant du dispositif SAW 3 encapsulé et l’intérieur de la cavité 13 dans laquelle est disposé le transducteur interdigital 7. Les vias 45a, 45b forment ponts thermiques dans le substrat de base 5. Ils représentent alors des endroits ponctuels de conductivité thermique augmentée dans le substrat de base 5 du dispositif SAW 3 qui peuvent diriger de l’énergie thermique de la cavité 13 encapsulée vers l’environnement ambiant. Cela améliore l’utilisation du système d’encapsulation objet de l’invention, en particulier lorsque le dispositif SAW 3 est agencé en capteur de température.

Le ou les vias 45a, 45b sont arrangés de manière à ce qu’ils soient électriquement isolés du ou des transducteurs interdigitaux 7. Ainsi le bon fonctionnement du dispositif SAW 3 peut être garanti. En particulier est réduit ainsi le risque d’une mise en court-circuit des électrodes d’un transducteur interdigital.

Par exemple, tel qu’illustré dans la figure 4, un ou plusieurs vias métalliques 45b non- traversant peuvent être arrangés en regard du transducteur interdigital 7. Alternativement ou additionnellement, dans des zones du dispositif SAW 3 qui n’interfèrent pas avec le fonctionnement du transducteur interdigital 7, des vias 45a traversant peuvent être arrangés dans le substrat de base 5. Ainsi, la conductivité thermique est augmentée sans interférer avec le bon fonctionnement du dispositif SAW 3 et en particulier du transducteur interdigital 7, qui est sensible aux variations de la fréquence d’ondes élastiques de surface sur la face 5a. Dans d’autres modes de réalisation, l’utilisation de vias métalliques traversant 45a ou non-traversant 45b peut être omise ou mélangée en fonction de la structure et des dimensions du système d’encapsulation 1 , 21, 31 , 41.

Par ailleurs, afin d’optimiser l’homogénéisation de la température du dispositif SAW, plusieurs vias 45a, 45b peuvent être arrangés en forme matricielle pour une meilleure distribution thermique, et ceci de façon adéquate afin de ne pas gêner la création et la propagation de l’onde élastique.

Les vias métalliques 45a, 45b et la couche métallique 43 disposée sur la face inférieure 5b du substrat de base 5 sont de préférence dans un même matériau métallique. Cela permet leur réalisation ensemble dans une étape de production et faciliter la migration des flux thermiques.

Ainsi ce quatrième mode de réalisation présente aussi une solution de protection de dispositif SAW versatile, économique et fiable qui par ailleurs est optimisée pour un dispositif SAW agencé en capteur de température. Selon des variantes ce quatrième mode peut également être réalisé sur base du deuxième ou troisième mode de réalisation.

Un procédé de fabrication d’un système d’encapsulation de dispositif SAW est décrit en référence à la figure 5, selon un cinquième mode de réalisation de l’invention. Ce procédé peut être mis en œuvre par exemple afin d’obtenir un système d’encapsulation tel qu’illustré dans les figures 1 à 4. La figure 5 montre un nombre d’étapes à opérer en séquence.

Le procédé commence avec l’étape E1 de fourniture d’un substrat de base 5 comprenant au moins le transducteur interdigital 7. Par exemple est fourni un substrat de base 5 en quartz à coupe ST.

Lors de l’étape E3 est scellé un second substrat 11 sur le substrat de base 5 de manière à former une cavité 13 enveloppant le ou les transducteurs 7. Le second substrat 11 peut être scellé avec le substrat de base 5 en utilisant de la fritte de verre et formant un cordon de scellement 9 pour obtenir la cavité 13.

Lors de l’étape E5A est agencé extérieurement à la cavité 13 un moyen de connexion pour antenne, tel qu’un connecteur radiofréquence 15, sur le substrat de base 5. Selon une alternative lors de l’étape E5B le moyen de connexion pour antenne est agencé sur le second substrat E5B ou sur le routage électrique 25, 35 en dehors de la cavité 13. Le connecteur radiofréquence 15 est par exemple agencé par soudure sur le routage électrique 25, 35 ou le pad métallique 19.

Par exemple peut être agencé un connecteur radiofréquence miniature coaxial tel qu’un connecteur Hirose type U. FL sur un substrat de base 5 ou un second substrat 11.

L’étape E5A ou E5B peut être réalisé après l’étape E3 tel que décrit, mais selon une alternative le moyen de connexion peut aussi être agencé avant l’étape E3 de scellement. Le procédé selon l’invention comprend par ailleurs une étape de connexion électrique du transducteur interdigital avec le moyen de connexion pour antenne, tel qu’illustré par exemple par le lien électrique 17 dans les modes de réalisation premier à quatrième décrits ci-dessus.

Dans une variante du procédé selon l’invention, le substrat de base 5 fourni dans l’étape E1 peut comprendre une couche métallique 43 sur sa face inférieure 5b et au moins un via métallique 45a, 45b. Ainsi peut être obtenu un système d’encapsulation selon le quatrième mode de réalisation illustré dans la figure 4. Dans cette variante, le ou les vias 45a, 45b peuvent être traversant ou non-traversant, de manière à être isolés électriquement du transducteur interdigital 7. De plus, dans cette variante, la couche métallique 43 et le via métallique 45a, 45b dans le substrat de base 5 fourni peuvent être dans un même matériau. Cela permet d’une part d’augmenter la compatibilité de conduction thermique entre couche 43 et vias 45a, 45b, et d’autre part de réaliser une production combinée en une étape des vias 45a, 45b et de la couche métallique. 43

Dans une autre variante du procédé selon l’invention, le second substrat de base 11 scellé sur le substrat de base 5 dans l’étape E3 peut comprendre au moins un via 23. Des perles ou bosses de soudure 27 sont placées de manière à obtenir une connexion électrique du au moins un transducteur 7 avec le moyen de connexion pour antenne en utilisant le au moins un via 23. Ainsi peut être obtenu un système d’encapsulation selon le deuxième mode de réalisation illustré dans la figure 2. Le procédé selon cette variante présente l’avantage d’une fabrication particulièrement rapide : ainsi, en préparant le second substrat 11 avec le routage électrique 25, le connecteur radiofréquence 15 et le ou les vias 23, et en plaçant les perles ou bosses de soudure 27 correspondantes sur le dispositif SAW 3, le système d’encapsulation 21 peut être finalisé en une seule étape de scellement. Il est préférentiel de placer les perles ou bosses lors de cette l’étape ii de scellement pour éviter la fusion ou dégradation des perles ou bosses de soudure lors d’une étape de scellement ultérieure.

Aucun assemblage de parties ou de connexions est nécessaire ultérieurement au scellement du substrat de base 5 avec le second substrat 11.

Tel que décrit dans les parties précédentes est ainsi obtenu un système d’encapsulation plus robuste, compacte et économique que connu auparavant.

Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux modes de mise en œuvre et exemples décrits, et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l’invention.