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Le micro-câblage par fil d’or (ball bonding) est toujours la méthode prédominante pour les interconnexions en micro-électronique. L’industrie utilise de plus en plus de nouveau concepts de boitiers pour réduire la dimension et le poids du produit final. Ceci affecte le procédé de fabrication d’une façon beaucoup plus sensible qu’auparavant. On utilise plus de boitiers plastiques contenant des circuits micro-électroniques.
Considérations sur l’électronique automobile
L’utilisation de la micro-électronique dans des applications pour l’automobile a augmentée considérablement durant ces dernières années, avec plus d’électronique contrôlant plus de fonctions dans les automobiles. De nombreux capteurs et contrôleurs sont ajoutés dans les voitures chaque année, et plus d’intelligence est incorporée dans ces capteurs pour décharger l’unité de contrôle principale du véhicule. Ces composants aux formes inhabituelles et thermiquement isolés ont toujours besoin d’une méthode de câblage fiable pour leurs interconnexions. Dans le but d’obtenir un meilleur contrôle et pour diminuer le poids du véhicule, les fabricants intègrent plus de fonctions dans des boitiers plus petits. 
Beaucoup de ces boitiers sont en plastique. Ceci provoque des difficultés lorsqu’il s’agit de faire le câblage de ces composants. Très souvent ils ne peuvent pas être chauffés comme il est nécessaire avec le câblage en fil d’or à des températures comprises entre 120 et 150°. Cependant, l’utilisation d’un capillaire chauffé pour câbler des pièces restant à température ambiante simplifie considérablement le procédé. Les alternatives consistant à préchauffé des pièces dans un four ou à utiliser des systèmes de canons à air chaud sophistiqués ne sont pas nécessaires. Avec une bobine résistive enroulée autour du capillaire standard (ou plus long en cas de besoin d’accès profond), suffisamment de chaleur peut être fournie localement pour un soudage solide et fiable. Cette méthode offre au concepteur une grande flexibilité pour atteindre son objectif sans se soucier des risques relative au chauffage excessif de la pièce demandé par le micro-câblage en fil d’or. La surface recevant la connexion peut être n’importe quel matériau habituellement utilisé pour le câblage en fil d’or (ball bonding) : Plots de soudage en aluminium sur la puce, contacts métallisés, substrats céramiques ou cuivre déposé sur un circuit imprimé. Ce procédé d’outil chauffé a été utilisé avec succès avec du fil d’or de 25 microns de diamètre et de nombreux composants standards et substrats avec très peu d’impact sur les paramètres du procédé.
Utilisation de boitiers plastiques
De nombreuses applications sont apparues ces dernières années nécessitant le micro-câblage de pièces déjà installées dans des boitiers plastiques, lesquels se déforment lorsqu’ils sont soumis aux températures typiquement utilisés en câblage fil or (120-150oC). Ces applications peuvent être réalisées avec succès via l’utilisation d’un outil chauffé en s’assurant un respect total de la qualité demandé.
Le fil traversant le capillaire chauffé est soudé sur le composant avec des paramètres typiques (Force, durée, puissance ultrasonique) avec un délai de quelques millisecondes après l’atterrissage de l’outil pour permettre le transfert de la chaleur de l’outil au matériau du composant sous le point de soudage. Ce procédé fonctionne aussi bien sur des composants montés sur des substrats céramiques que sur des contacts plaqués d’or inclus dans le plastique du boitier. La plupart de boitiers plastiques nécessitent des capillaires longs pour un accès profond.
Une autre application possible de ce procédé est le câblage de composants thermiquement sensibles (tels que les capteurs thermiques, micro-bolomètres) qui pourraient être endommagés ou voir leurs caractéristiques changées s’ils étaient câblés aux températures habituelles.
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Josef Schmidl
Director of Palomar Technologies EMEA