Glossary entry

French term or phrase:

frittage en bogue / frittage sur bogue

English translation:

\"shell-firing\" maybe \"vapour doping\" [method]

Added to glossary by Laura Hastings-Brownstein
Sep 7, 2014 22:17
9 yrs ago
French term

frittage en bogue / frittage sur bogue

French to English Tech/Engineering Electronics / Elect Eng in a patent: Description of a method to create a semiconductor wafer via sintering
I am translating a patent, specifically the description of a method to create a semiconductor wafer (chip) by compressing semiconductor powder and then sintering the powder. Reference to this process is made in various areas of the text. I cannot find this particular phrase anywhere.

In one instance it is phrased as "frittage sur bogue", which I have included in the context below:

Context:

Préférentiellement, le piston supérieur 4 est mis en action par un mécanisme 3 qui régule la valeur, et la durée d’application, de la force de compression axiale appliquée à la poudre, puis à la pastille semi-conductrice logée dans la chambre 6 du four 1.
Cette mise en action de la compression axiale est préférentiellement réalisée dés le début de la mise en chauffe, c'est à dire de la mise en température de frittage de la poudre puis de la pastille en fabrication.
Dans un autre mode de réalisation, on a aussi obtenu des résultats intéressants en exécutant une compression axiale à froid, donc avant d’activer le chauffage de la fabrication par frittage de la pastille de matériau semi-conducteur. Particulièrement, on a obtenu de bons résultats en exécutant un frittage sur bogue après une compression axiale à froid préalable allant jusqu'à une heure.
Sur la figure 2a, on a représenté schématiquement les grains dans une pastille de matériau semi-conducteur. Ces grains - représentés par exemple par les grains 10, 11 - ont une forme parallélépipédique. Cette forme ne préjuge pas de la forme réelle des grains dans la pastille, mais elle a pour but de mettre en évidence l'anisotropie de leurs propriétés électriques, dans le cas d'un matériau anisotrope. La direction C de plus grande mobilité électrique correspond à la dimension la plus petite du parallélépipède.


De bons résultats ont aussi été obtenus en pratiquant d’abord une étape de compression axiale à froid, et en appliquant seulement après l’étape de chauffage du frittage proprement dit. Dans un tel mode de réalisation, il a été reconnu avantageux d’utiliser une technique de frittage en bogue, la pastille comprimée axialement étant placée sur une couche de poudre non compactée et recouverte enfin d’une couche de poudre non compactée.
L’étape de chauffage permet la croissance des grains au sein de la pastille. La présence du lit de poudre lors du frittage permet de limiter le contact entre la pastille et l’atmosphère lors du frittage. Les phénomènes de transport de matière en surface sont limités, par l’évaporation et la recondensation de matière de proche en proche en surface.
Le frittage en bogue permet d’obtenir un meilleur état de surface, c’est-à-dire une meilleure planéité en diminuant les aspérités des surfaces des faces opposées de la pastille. Le frittage en bogue permet également de diminuer la formation d’une phase parasite en surface qui pourrait se former si la pastille était directement en contact avec l’atmosphère du four lors du recuit.
Les faces du piston 4 et du fond de moule 4a présentent des états de surface permettant de respecter l’état de surface régulier et sans porosité ouverte qu’il a été possible d’obtenir avec la compression axiale d’une part et le chauffage lors du frittage proprement dit.

Any insight into the translation of this phrase into English will be most appreciated.

Laura
Change log

Sep 7, 2014 23:12: writeaway changed "Field" from "Law/Patents" to "Tech/Engineering" , "Field (specific)" from "Patents" to "Engineering (general)" , "Field (write-in)" from "Description of a method to create a semiconductor wafer via sintering" to "in a patent: Description of a method to create a semiconductor wafer via sintering"

Sep 8, 2014 06:04: Tony M changed "Field (specific)" from "Engineering (general)" to "Electronics / Elect Eng"

Sep 8, 2014 16:53: Yolanda Broad changed "Term asked" from "\"frittage en bogue\"" to "frittage en bogue / frittage sur bogue "

Discussion

Laura Hastings-Brownstein (asker) Sep 11, 2014:
Thanks! I really appreciate the help from all of you! It's so wonderful to be able to confer with other professionals in the field.
Laura
Duncan Moncrieff Sep 8, 2014:
@Laura No problem :)
Laura Hastings-Brownstein (asker) Sep 8, 2014:
@Duncan You are right, Duncan. I have not yet translated that section. My bad! Thanks for pointing this out to me.
Laura
Duncan Moncrieff Sep 8, 2014:
@Laura You say that the pellet is not covered by powder, but you have this in your text:
"Dans un tel mode de réalisation, il a été reconnu avantageux d’utiliser une technique de frittage en bogue, la pastille comprimée axialement étant placée sur une couche de poudre non compactée et recouverte enfin d’une couche de poudre non compactée."

For me, that means that the pellet has been placed on a bed of uncompressed powder and then covered by the same powder.
kashew Sep 8, 2014:
What's a bogue? docinsa.insa-lyon.fr/these/1997/abdizadeh/cha-i-1.pdf
Translate this page
Feb 1, 2010 - Quatre techniques ont été utilisées pour fabriquer les matériaux .... provoque un frittage différentiel le long de la pièce, ce qui résulte en des .... possible de créer par traitement thermique dans ***une bogue d'oxyde de chrome*** ...
Duncan Moncrieff Sep 8, 2014:
It's not nobility (though we Moncrieff's are proud of our heritage ;) ), but simple courtesy. If you change your mind the offer stands.
Howard Sugar Sep 8, 2014:
Thanks for your nobility Duncan but Laura asked for the word in English, not French. I just got the explanation.
Duncan Moncrieff Sep 8, 2014:
@Howard From checking between the two, they're the same patent - yours in French, mine in English.
You found it first, so why don't you put in an answer and I'll get mine hidden?
Howard Sugar Sep 8, 2014:
Duncan Moncrieff Sep 8, 2014:
Bogue is not bogue... Bogue worked on cements, the Bogue calculation has nothing to do with "frittage en bogue".
E.g.:
http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/sp958-lide/033-037.pdf
http://www.understanding-cement.com/bogue.html
Laura Hastings-Brownstein (asker) Sep 8, 2014:
Thanks, Tony! Actually, my search was "sintering + Bogue" and I did find quite a bit. Thanks for confirming!
Laura
Laura Hastings-Brownstein (asker) Sep 8, 2014:
One more tidbit.. I did a search on Google with "sintering bogue" and found many references to a "Bogue calculation", such as:
"The sintered samples were examined using a Siemens D-5000 X-ray diffractometer, with nickel-filtered Cu Kα1 radiation (λ = 1.5405 Å) in order to identify the compounds formed during sintering.

The Bogue calculation was used to determine the mineralogical composition of the clinker produced as follows:..."

And another instance:
"Adequate control of the sintering temperature in the rotary furnace and cooling, preferably, by a heat exchanger allows to obtain grids in the mineralogical composition of the clinker, taking as a basis for the equations Bogue potential phases:"

And another instance:

"Adequate control of the sintering temperature in the rotary furnace and cooling, preferably, by a heat exchanger allows to obtain grids in the mineralogical composition of the clinker, taking as a basis for the equations Bogue potential phases:..."

Do you think this might have something to do with this reference here?

Laura
Tony M Sep 8, 2014:
Aha! Howard's explanation makes more sense: the blank is 'wrapped' in an outer protective skin, just like a chestnut in its casing.
Tony M Sep 8, 2014:
bogue 'une bogie' is the word for a chestnut 'bur' — AFAIK, that's the outer shell inside which you find chestuts (or conkers!)

From the description they give in your second piece of text, it sounds like they make a sort of sandwich (maybr in fact the original term coined was 'burger'?!) with the circular 'burger' of compressed material sandwiched between a top and bottom layer of uncompressed material (the 'bun'!)
I can visualize what they mean, even though i'm afraid I don't know the technical name for this process.

Remember that 'bogue' (the computer kind) is often spelt 'beugue', to reflect the pronunciation (vowel is closer to ö than ü), which brings it closer than ever to 'burger' (where the vowel is pronounced as in EN, i.e. ö or almost 'er').
Howard Sugar Sep 8, 2014:
I don't know how to say this in English but in French the explanation is "Afin de limiter les échanges gazeux avec l'extérieur, on place les pastilles préformées dans un creuset en alumine pour la « cuisson en bogue », c'est-à-dire l'utilisation de poudre non tassée de même nature que les pastilles et les enrobant afin d'éviter tout contact avec l'atmosphère du four. On peut également réaliser un frittage assisté par courant (SPS), comme décrit précédemment. Le frittage assisté par courant (SPS) permet de densifier les matériaux en conservant les caractéristiques des poudres initiales et de densifier des matériaux difficiles.

Le frittage assisté par courant (SPS) est un procédé similaire au pressage à chaud conventionnel. Les précurseurs (métaux, céramiques, polymères et leurs composites...) sont introduits dans une enceinte (en graphite) permettant d'appliquer une pression uniaxiale lors du frittage.

La différence majeure dans ce procédé réside dans le fait que la source de chaleur n'est pas externe. Un courant électrique (continu - continu puisé - ou alternatif) passe à travers l'enceinte de pressage conductrice et également dans les cas appropriés à travers l'échantillon. (See

Proposed translations

+2
11 hrs
French term (edited): "frittage en bogue"
Selected

"shell-firing" maybe "vapour doping" [method]

[0164] In order to limit the exchange of gases with the outside, the preformed pellets are placed in an alumina crucible for "shell firing", that is to say coating the pellets with uncompacted powder of the same kind so as to avoid any contact with the oven atmosphere.
(From USPTO file http://1.usa.gov/ZegYyw)

IV.7.2. Frittage en bogue
De manière à éviter la formation de phases de décomposition telles que U2-xThxO(PO4)2 à la surface des échantillons frittés de β-PDTU lors de recuits longs (plusieurs dizaines d’heures), des expériences de frittage en bogue ont aussi été entreprises. Après
pastillage à température ambiante, les compacts de PHPTUH sont placés dans une nacelle d’alumine puis recouverts de β-PDTU pulvérulent, préparé préalablement par traitement thermique à 1250°C. La présence de ce composé limite le contact entre le compact et l’atmosphère gazeuse balayant l’échantillon lors de la calcination à 1250°C et contribue à éviter le déplacement de l’équilibre lié à la volatilisation de P4O10 à la surface du fritté. Dans ces conditions, les phénomènes de décomposition à la surface des échantillons frittés paraissent limités, y compris pour des temps de recuit importants.
(From PhD thesis: http://bit.ly/1q5Oy51)

IV.5. Frittage de ThO2 avec modification des conditions opératoires : frittage en bogue
...
Comme cela a pu être montré dans les expériences précédentes, cette porosité ouverte peut être réduite de manière significative : soit par des durées de traitement thermique à 1300°C importantes (plusieurs dizaines d’heures), soit par des températures de traitement thermique plus importantes (au moins 1500°C), ce qui permet de réduire les temps de calcination. Dans tous les cas, cela peut représenter, dans le milieu industriel, des dépenses importantes qui pourraient être abaissées d’une manière simple et conduisant aux mêmes résultats : le frittage en bogue [Ber-02].
Cette méthode consiste à placer, durant le traitement thermique, le solide pulvérulent dans les nacelles recouvrant totalement les compacts de poudre du même solide. La poudre peut alors combler une partie de la porosité ouverte lors de la calcination car elle est au contact direct de cette dernière.
(From another thesis: http://bit.ly/1qzteUE)

You find a similar method referred to as "vapour doping" (except that with this method the pellet does not seem to be covered with powder...):

Recently, a new process for introducing a donor dopant, the so-called vapour-doping method, involving doping with a vapour of a dopant oxide e.g. Bi2O3 vapour doping during sintering has been
demonstrated to lead to a significant improvement in the PTCR effects (Qi et al., 1998; Chatterjee and Maiti, 2001; Qi et al., 2002; Qi et al., 2001).
...
For sintering, pellets were placed on three types of powder in an alumina crucible: a) Sb-doped BST powder (labelled as sample A); b) alumina powder (labelled as sample B) c) Sb, Mn - doped BST powder (labelled as sample C).
(From Effects of surrounding powder in sintering process on the properties of Sb and Mn- doped barium-strontium titanate PTCR ceramics: http://bit.ly/1uFTRXm)

See also:
http://journals.cambridge.org/article_S0884291400051530
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921510702...
Note from asker:
Thank you, Duncan. One thing I need to clarify is that the pellet is not "covered" with powder. It is made of compressed powder and then the pellet, thusly created, is sintered into a metallic semiconductor chip. However, I appreciate your answer. Laura
Peer comment(s):

agree Howard Sugar : The first explanation almost seems a word for word translation of my text
56 mins
Where did you get your text Howard? I know I found the patent that Laura is translating, and the first ref is from the USPTO application of a French person - possibly had the same source..?
agree Tony M : with 'shell-firing' I believe the 'vapour doping' is eomething quite different. 'bogue' is also used (infiormally?) for the 'shell' of beans, peas, etc.
2 days 18 hrs
Yes Tony - Vapour doping appears to be exactly that, similar in that a powder is used to modify the firing conditions of the pellet (by changing the atmosphere of the oven, not by isolating the pellet from it) - couldn't find better terms in English :(
Something went wrong...
4 KudoZ points awarded for this answer. Comment: "Thanks so much, Duncan!!"
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