En tant que méthode standard pour le contact électrique dans la technologie d'assemblage et de connexion, le wire bonding s'est établi depuis 70 ans dans un large éventail d'applications. Cela va de la technologie des semi-conducteurs, de la microélectronique et des composants optiques aux automobiles, produits de consommation, MEMS et capteurs industriels, jusqu'à des tâches spécifiques telles que le bonding de cellules de batterie pour la mobilité électrique, les outils à batterie et le stockage d'énergie. « Fondamentalement, le wire bonding se divise en trois grands groupes de procédés. Deux d'entre eux sont des procédés de fil fin, où selon l'application, des fils en or, argent, aluminium ou cuivre d'un diamètre de 18 à 50 µm sont traités. Le troisième groupe concerne le bonding avec des fils de diamètre de 100 à 500 µm », précise Stefan Schmitz, directeur général de Bond-IQ GmbH. La société de conseil en technologie de wire bonding est l'initiateur du projet industriel Surf:Guide. L'objectif du projet est d'élaborer un guide sur la propreté et l'état des surfaces de bonding, qui servira de base à l'élaboration d'une norme internationale reconnue industriellement.
Propreté – un facteur décisif pour la qualité
Comme la formation de connexions se fait à la fois par wire bonding fin et épais dans le domaine du nanomètre, les métaux à contacter doivent être rapprochés à une distance atomique. En conséquence, des contaminants ou des couches intermédiaires déjà dans la plage de 5 à 10 nm peuvent entraver le processus de bonding. Il peut s'agir par exemple d'empreintes digitales, de colles qui saignent, de résidus de flux, d'émanations de colles et d'autres polymères, de poussière, d'oxydes ou de résidus provenant de processus de nettoyage, notamment chimiques.
« Les contaminations visuellement détectables sont critiques pour le bonding. Si ces salissures ne sont plus visibles après le nettoyage, la surface de bonding est généralement suffisamment propre. Cela peut généralement être déterminé à l'aide d'un microscope et d'une comparaison visuelle avant-après. Déjà cela peut augmenter le taux de réussite de trois à quatre fois », explique Stefan Schmitz.
Méthodes pour le nettoyage des surfaces de bonding
Classiquement, les surfaces de bonding sont encore nettoyées par des procédés chimiques humides avec des solvants ou des milieux à base d'eau, nécessitant un séchage énergivore. Le nettoyage par plasma peut être utilisé pour des contaminations fines, connues et très spécifiques. Une autre alternative est le nettoyage au laser. « Pour des surfaces très sensibles, par exemple dans la microélectronique, il faut cependant d'abord aligner les coûts d'un système laser et la technologie laser appropriée », décrit Stefan Schmitz. « L'intérêt actuel de l'industrie se concentre sur le nettoyage par jet de neige quattroClean, car il permet également d'éliminer des contaminations plus tenaces et incrustées. »
Nettoyage sec, ciblé et durable
La technologie de nettoyage quattroClean, évolutive et adaptée aux salles blanches, est un procédé de nettoyage à sec pour des applications de surface entière et locales. Le procédé est adapté pour éliminer de manière reproductible des contaminations particulaires jusqu'à la plage submicrométrique et des contaminations filmique jusqu'à des couches nanométriques. Comme milieu de nettoyage, la technologie quattroClean utilise du dioxyde de carbone liquide, recyclé à partir de processus de production chimique et de la production d'énergie à partir de biomasse. Il est dirigé à travers une buse annulaire à deux composants, adaptable de manière flexible et sans usure, et se détend à sa sortie en cristaux de neige fins, qui sont canalisés par un jet d'air comprimé séparé et appliqués à la surface à nettoyer à une vitesse supersonique. L'effet de nettoyage repose sur une combinaison d'effets thermiques, mécaniques, de solvants et de sublimation. Comme le dioxyde de carbone cristallin sublime complètement pendant le processus, les surfaces traitées sont sèches. Les contaminations éliminées sont aspirées avec le gaz de processus, empêchant ainsi une recontamination des surfaces et une contamination de l'environnement. En combinaison avec le gaz de processus de Linde, le procédé efficace quattroClean dispose du certificat Green Screen pour les nettoyants et dégraissants de Clean Production Action.
Technologie de nettoyage pour un large éventail d'applications
La faible dureté des fins cristaux de neige permet également de nettoyer des surfaces très sensibles et finement structurées. Cela ouvre à la technologie de nettoyage par jet de neige quattroClean un très large domaine d'application. Le procédé est notamment utilisé pour l'élimination des résidus de flux et de soudure sur PCB et PCBA, l'élimination des contaminations chimiques et particulaires sur les pads de bonding ainsi que le nettoyage des cellules de batterie avant le contact. « Sur les cartes de circuit imprimé, où il y a souvent un mélange de résidus organiques tels que des graisses, des empreintes digitales, des flux ou des résidus de processus de nettoyage chimiques, le procédé peut être utilisé de manière très efficace. De plus, nous avons obtenu d'excellents résultats sur des semi-conducteurs et des boîtiers provenant de processus galvanique ou d'autres processus chimiques », rapporte Stefan Schmitz. Cela est également facilité par l'automatisation relativement simple du nettoyage ou son intégration dans les lignes de production.
« Cela entraîne deux avantages. D'une part, le nettoyage automatisé garantit des résultats homogènes et reproductibles. Si le nettoyage est intégré dans le processus de fabrication, la contamination fraîche peut être éliminée directement, avant qu'elle ne devienne un problème encore plus important à cause des processus de stockage », ajoute Stefan Schmitz.
acp systems AG à l'Electronica dans le hall A2, stand 112.
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