Qu’est-ce qu’une microsoudeuse de puces ?
Les microsoudeuses de puces (anglais : Flip Chip Bonder) sont des dispositifs utilisés pour monter divers dispositifs semi-conducteurs sur un substrat. Il s’agit d’une nouvelle technologie de montage qui remplace le câblage conventionnel. Les éléments semi-conducteurs formés sur la plaquette sont découpés (bare chip bonder) et montés sur le substrat.
Aujourd’hui, presque tous les montages de puces nues ont été remplacés par le collage de flip chips.
Grâce à ses nombreux avantages, l’utilisation du collage par fil continue de diminuer.
Utilisations des microsoudeuses de puces
Dans le câblage conventionnel, les E/S, qui sont les points d’entrée et de sortie du signal, ne peuvent être placées qu’autour de l’élément.
Cependant, avec la méthode du flip chip, la totalité de la face inférieure de l’élément peut être remplacée par des E/S. Cela permet de disposer d’un grand nombre d’E/S, même avec des éléments de petite taille. De plus, dans le cas des DEL, où la production de chaleur est un problème majeur, la méthode du flip chip peut être montée directement sur la carte, sans fils.
Cela présente un certain nombre d’avantages. Comme par exemple, la possibilité de dissiper la chaleur générée par l’élément directement sur la carte, puisqu’il est monté directement sur la carte sans fils.
Principe des microsoudeuses de puces
Les éléments sont découpés dans la plaquette sur laquelle les éléments semi-conducteurs sont formés et disposés sur l’inverseur par le trieur (arrangeur) dans la microsoudeuse, où ils sont inversés. Les éléments inversés sont ensuite retirés par une sertisseuse appelée “tête” et placés sur le substrat avec une grande précision par traitement d’image. L’élément est par la suite pressé directement sur le substrat par la tête et des ondes ultrasoniques sont transmises par la tête à la face arrière de l’élément. Cette méthode ultrasonique est de nos jours fréquemment utilisée.
L’onde ultrasonique est transmise par la tête à une borne saillante appelée bosse sur la face arrière (côté substrat) de l’élément. Elle y est instantanément fondue dans le schéma de câblage afin d’assurer la continuité électrique.
Une résine de remplissage peut être utilisée dans certains cas. Si c’est le cas, l’élément et le substrat sont collés à l’aide d’un adhésif conducteur au lieu d’un collage par ultrasons.
Le collage des puces et le collage conventionnel des fils présentent les avantages suivants :
- Un très haut débit car les fils peuvent être collés en un seul lot, contrairement à la connexion des E/S une par une.
- Une intégration poussée est possible car les puces sont collées ensemble (puce sur puce) et aucun espace de câblage n’est nécessaire à la périphérie.
- Une faible atténuation des signaux à haute fréquence et faible perte de signal due aux fils. Cela convient au traitement des signaux à grande vitesse.