Benefits of Reverse Wire Bonding & Stand-Off Stitch (Les avantages du câblage inverse et du stitch sur bump)

Posted by Janine Powell on Tue, Jul 18, 2017 @ 06:07 AM

[For the English version of this blog, click here.]

Les interconnexions en câblage filaire dans l’électronique on traditionnellement été considérées comme « directes ».Le câblage « direct » signifiant que les connexions sont faîtes depuis le composant ou le circuit intégré vers le substrat ou le boitier. La plupart des interconnexions de premier niveau ont été réalisées jusqu’à récemment en mode « direct ». La norme  MIL-STD-883 n‘autorise pas de marques d’outils sur un composant actif tel qu’un circuit intégré, c’est pourquoi le câblage direct était la seule méthode disponible jusque récemment.

Aujourd’hui, les câbleuses ball automatiques peuvent exécuter aussi bien du câblage traditionnel que des boules individuelles. Grâce à cette fonction évoluée, nous pouvons placer sur un plot de câblage de  circuit intégré une boule au sommet aplati (bump), former ensuite une nouvelle boule au bout du fil (flame-off), puis cabler un fil classique en mode inverse, depuis le substrat, le boitier ou même un autre circuit intégré en plaçant la seconde soudure stitch) sur le bump précédemment déposé. Ceci est fait avec du fil d’or standard dopé au béryllium, des capillaires standard aussi, et une programmation du fil « tout en un ».

conventional_standoffstitch.jpg Stand-off-stitch_bonding.jpg


Nous appelons cette méthode de Câblage :
Stand-Off Stitch (SOS) bonding. Elle n’est pas limitée au câblage inverse ou même au câblage « chip-to-chip », mais fonctionne aussi bien en câblage direct ou en câblage de chainette. C’est aussi simple que de cliquer une case dans un menu déroulant au cours de la programmation du composant à câbler. Le Câblage « stitch sur bump » (SOS bonding) place un bump à chaque fin de fil un peu comme les boules de renfort du passé à ceci près que le bump est sous la seconde soudure (le stitch) et non dessus. 

Utiliser cette méthode (SOS) en câblage présente de nombreux avantages incluant l’activation de multiple méthodes de câblage, avec le fil résultant ayant une boule à chaque extrémité nous réduisons pratiquement à zéro le risque d’un défaut d’adhérence de la soudure qui est l’un des pires défauts en câblage. Le câblage inverse, direct, puce à puce (chip to chip) et .le câblage de chainettes en bénéficient tous. Les  tests destructifs de fils (pull tests) résulteront pratiquement tous en une cassure au milieu du fil ou dans la zone affectée par la chaleur lors de la formation de la boule (au-dessus de la boule). Les valeurs de cassure approchent  les spécifications du fabriquant de fil (tensile strength). Ceci est progrès très important dans la résolution des défis du câblage filaire.

Un autre bénéfice du Câblage SOS et qu’il respecte les spécifications du câblage inverse de circuits intégrés pour rester compatible avec la norme MIL-STD-883. Puisqu’il y a une boule aplatie sur le pad de soudure du circuit intégré, lorque le stitch est placé sur ce bump, il n’y à pas de perturbation de la métallisation du pad de soudure, que le circuit intégré soit passivé ou non. Ce n’est pas requis pour le câblage inverse sur une sorite de boitier ou un substrat, mais c’est une recommander en  général.

Les fils sont aussi plus courts car ils ne nécessitent pas une large boucle .au-dessus de la boule comme c’est nécessaire en câblage direct.

De plus, la méthode SOS permet de câblage de circuit intégré à circuit intégré. Pour la première fois, nous pouvons maintenant souder un fil entre deux circuits intégrés. Dans ce cas le fil peut être fait en mode direct ou inverse suivant ce qui donnera le meilleur résultat pour la longueur du fil, la hauteur de la boucle et sa forme et même sa tenue à la cassure. En fonction de la hauteur de chaque circuit intégré. Ceci permet le placement très proche l’un de l’autre des deux circuits intégrés ce qui  permet aussi la réduction de l’encombrement du boitier lui-même, réduit le nombre de fils et améliore la fiabilité de l’ensemble.

reverse_wire_bond_blog.jpg

Finalement Le câblage en chainette peut être fait en mode direct, inverse, de circuit à circuit et avec ou sans la méthode SOS. En général, si la longueur du fil est inférieure à 38 microns (1.5 mils) il est nécessaire d’utiliser la méthode SOS pour éviter des traces d’outils sur le circuit actif.

En résumé, la combinaison de la méthode SOS et du câblage direct, inverse, de circuit à circuit et le câblage chainette permet a l’ingénieur « packaging » d’optimiser les dimensions du boitier, et d’améliorer la fiabilité du produit.

Download these resources for more information:

Improved Wire Bond Reliability eBook Wire Bond Pull and Ball Shear Testing eBook 8000i Wire Bonder/Ball (Stud) Bumper Data Sheet
Improved Wire Bond Reliability eBook Wire Bond Pull & Ball Shear Testing eBook 8000i wire bonder, ball bumper, i2Gi

----
Original post by:
Bradley Benton
Regional Account Manager, Western Americas
Palomar Technologies, Inc.

Translated by:
Jean-Francois Carpentier
Field Service Engineer

Palomar Technologies GmbH

Topics: chain bonding, wire bonding, stand-off stitch