Environmental Stability of Aluminosilicate Glass as a Substrate for Sustainable Electronics

Ce projet développe des solutions visant à remplacer les substrats électroniques conventionnels, difficiles à recycler, par des substrats en verre aluminosilicaté, une alternative plus durable et mieux adaptée aux exigences des technologies de nouvelle génération, notamment l’intelligence artificielle, les réseaux 6G et le calcul haute performance.

Les travaux portent sur la compréhension des mécanismes de dégradation liés à l’humidité ainsi que sur le développement de protocoles d’essais et d’outils de prédiction de la durée de vie des matériaux. Ces connaissances permettront d’améliorer la fiabilité des composants électroniques tout en facilitant leur intégration industrielle.

À terme, le projet contribuera à réduire l’empreinte environnementale de l’industrie électronique, à diminuer la production de déchets électroniques et à accélérer l’adoption de matériaux innovants favorisant une économie plus durable et circulaire.

L’objectif principal de cette recherche est d’établir la faisabilité technique et la résilience environnementale du verre aluminosilicaté utilisé comme substrat électronique avancé soumis à des conditions de vieillissement accéléré. Cet objectif est divisé en quatre sous-objectifs distincts (SO).

SO-1 consiste à réaliser un vieillissement hydrothermal accéléré sur des échantillons de verre aluminosilicaté au moyen d’un plan expérimental factoriel fractionnaire.

SO-2 vise à caractériser la cinétique de dégradation de la surface, en portant une attention particulière à la formation de nanoporosités et aux perturbations localisées de la réponse diélectrique aux hautes fréquences.

SO-3 consiste à évaluer la fiabilité mécanique et l’intégrité structurale du matériau silicaté dégradé en mesurant la charge critique d’amorçage des microfissures, la dureté à la rayure ainsi que la ténacité à la rupture au moyen d’essais d’indentation Vickers.

SO-4 porte sur le développement d’un modèle numérique prédictif fondé sur l’analyse de la variance (ANOVA) et la régression par les moindres carrés afin de modéliser mathématiquement la cinétique de dégradation et d’estimer la durée de vie fonctionnelle du matériau.