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La fiabilité d’un câblage par la technique nommée « Ball bonding » requière usuellement l’ajout d’une soudure de sécurité sur le stitch - aussi appelée deuxième soudure- pour chaque fil câblé avec cette méthode. Bien que cette méthode offre une bien meilleure fiabilité, elle peut aussi avoir une influence sur la productivité et d’autres problèmes. Cela oblige aussi à utiliser le « forward bonding » (seconde soudure sur le boitier).
Si le boitier choisi offre des conditions défavorables, vous pourrez être forcé à utiliser des paramètres légèrement plus fort que normalement nécessaire (Force et puissance ultrasonique) pour assurer une bonne seconde soudure. Vous en venez donc à la technique de soudure de sécurité, aussi appeler « renfort » sur le stitch, pour assurer la qualité de cette soudure. Cet excès d’énergie peut provoquer des secondes soudures décollées, ou rendre la réparation éventuelle plus difficile, suivant les spécifications du boitier.
Le Model 8000, Ball (stud) bumper est capable de produire des boules au sommet aplati (ball bump ou stud bump), et ensuite souder un stitch sur ces bumps dans le même programme de câblage, avec le même capillaire et le même fil. offrant de nombreuses options et une grande flexibilité pour le câblage et la mise en boitier.
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A titre d’exemple, la première soudure d’un fil poser avec la méthode du « ball bonding » est très facile à réaliser, avec le plus souvent de très bons résultats statistiques, que ce soit sur une puce de circuit intégré ou sur un boitier. La seconde soudure d’un fil en ball bonding est plus difficile, même sur des matériaux pratiquement parfaits, et a aussi une bien moindre qualité. Dans le cas de câblage « direct », du circuit intégré vers le boitier, la seconde soudure est généralement placée sur des emplacements aux caractéristiques plutôt critiquables. La connexion la plus faible de ce type de câblage est par conséquent la seconde soudure car elle plus difficile a réussir sur des matériaux de plus faible qualité. En utilisant la méthode du « stand-off stitch », on renforcera grandement cette deuxième soudure, générant une très grande fiabilité des connexions.
Avec la capacité de mélanger la soudure de « bumps » avec du câblage standard, vous pouvez placer une boule à sommet aplati (bump) à l’emplacement de la second soudure (stitch). Une boule se soudera toujours plus facilement même sur une surface de faible qualité. Le fil est ensuite câblé normalement en « ball bonding », la seconde soudure étant faite sur la surface supérieure du « bump » précédemment soudé. La présence du « bump » sous le stitch facilitant considérablement la bonne formation de la seconde soudure. Lorsque ces opérations sont faites automatiquement dans le cours de l’exécution d’un programme de câblage, vous pourrez constater une légère diminution de la productivité due au temps nécessaire au soudage du « bump », mais la qualité et la fiabilité générale des connexions sera grandement améliorée.
Nous pouvons même améliorer encore cette qualité.
La méthode de « Stand off stitch bonding » peut être utilisée aussi bien en câblage direct, comme décrit ci-dessus, qu’en câblage inverse (Boitier vers circuit intégré).
Dans ce cas, la boule à sommet aplati (bump) est soudée sur le circuit intégré, puis la boule (première soudure) est faite sur le boitier, ensuite le stitch est effectué sur le bump précédemment placé sur le composant.
Cette technique offre deux avantages important : pas de durcissement du fil lors de la formation de la boucle dans la zone HAZ, et obtention d’une boucle a bas profil au dessus du circuit intégré. Dans un sens on peut considérer que cette méthode s’apparente au câblage en mode « wedge bonding », car elle permet d’obtenir des boucles a bas profil. Vous pouvez même câbler d’un circuit intégré à un autre en respectant la norme MIL-STD 883.
Dans les deux cas, la méthode « stand off stitch » offre des améliorations mesurables dans la solidité des fils câblés, avec une grande majorité de fils se cassant au milieu de la boucle lors des « pull tests ». Rien n’est meilleur que ce type de cassure pour un fil câblé.
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Josef Schmidl
Managing Director
Palomar Technologies Europe