Neige pour de bonnes connexions

Le collage de fils est une technique de contact établie dans l'industrie des semi-conducteurs et la microélectronique. Une condition préalable pour de bonnes connexions est des surfaces propres adaptées aux besoins. (Source de l'image : Bond-IQ)

Le nettoyage par pulvérisation de neige permet d'éliminer très efficacement les contaminations filmiques – ici une empreinte digitale – et particulaires sur les circuits imprimés (gauche : surface contaminée, droite : surface après nettoyage). (Source de l'image : Bond-IQ)

Grâce à l'interaction des quatre mécanismes d'action, le nettoyage est effectué de manière efficace et rapide, tout en étant doux. Le processus automatisé et intégré à la fabrication garantit des résultats homogènes et reproductibles. (Source de l'image : acp Systems)

Tous les résidus de flux sont complètement et en toute sécurité éliminés de la carte de circuit imprimé, sans endommager la structure du PCB. (Source de l'image : acp systems)

Le wire bonding est une technique de connexion établie dans l'industrie des semi-conducteurs et de la microélectronique. La qualité et la durabilité des connexions dépendent essentiellement de la propreté des surfaces de liaison. La technologie de nettoyage par jet de neige quattroClean, sèche et évolutive, garantit de manière fiable et économique la pureté requise et peut être automatisée selon les besoins.

En tant que procédé standard pour le contact électrique dans la technologie d'assemblage et de connexion, le wire bonding s'est imposé depuis 70 ans dans un large éventail d'applications. Il couvre la technologie des semi-conducteurs, la microélectronique, les composants optiques, ainsi que l'automobile, les produits grand public, les MEMS et la capteurs industriels, jusqu'à des tâches spécifiques telles que le collage de cellules de batteries 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, utilisant selon l'application des fils en or, argent, aluminium ou cuivre d’un diamètre de 18 à 50 µm. Le troisième groupe concerne le wire bonding avec fil épais, d’un 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 à l’initiative du projet industriel Surf:Guide. L’objectif du projet est d’élaborer un guide sur la propreté et l’état des surfaces de liaison, servant de base à l’établissement d’une norme internationale reconnue dans l’industrie.

Propreté – un facteur déterminant de la qualité

Étant donné que la formation de connexions se produit aussi bien avec du fil fin qu’avec du fil épais dans un rayon de nanomètres, il est nécessaire de rapprocher les métaux à contacter à une distance atomique. En conséquence, des contaminants ou des couches intermédiaires, même minimes, de 5 à 10 nm, peuvent entraver le processus de liaison. Il peut s’agir par exemple d’empreintes digitales, de colles qui saignent, de résidus de flux, de dégagements de gaz de colles et autres polymères, de poussière, d’oxydes ou de résidus issus notamment de processus de nettoyage chimique humide. « Les contaminations visibles à l’œil nu sont critiques pour le bonding. Si ces saletés ne sont plus visibles après le nettoyage, la surface de liaison est normalement suffisamment propre. Cela peut généralement être vérifié à l’aide d’un microscope et d’une comparaison optique avant/après. Déjà, cela permettrait de multiplier par trois ou quatre le taux de réussite », explique Stefan Schmitz.

Procédés pour le nettoyage des surfaces de liaison

Traditionnellement, les surfaces de liaison sont encore nettoyées par des procédés chimiques humides utilisant 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 laser. « Pour des surfaces très sensibles, par exemple en microélectronique, il faut d’abord mettre en concordance le coût d’un système laser et la technologie laser adaptée », décrit Stefan Schmitz. « L’intérêt actuel de l’industrie se porte sur le nettoyage par jet de neige quattroClean, car il permet également d’éliminer des contaminants plus adhérents et incrustés. »

Nettoyage sec, ciblé et durable

La technologie de nettoyage par jet de neige quattroClean, évolutive et compatible avec les salles blanches, est un procédé de nettoyage à sec destiné aux applications de surface totale ou locale. Il permet de retirer de manière reproductible des contaminants particulaires jusqu’au sous-micromètre et des contaminations filmogènes jusqu’à des couches nanométriques. Le média de nettoyage utilisé par la technologie quattroClean est 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 par une buse à anneau à deux composants, sans usure, et se détend à la sortie en cristaux de neige fins, regroupés par un jet d’air comprimé séparé et projetés à la vitesse supersonique sur la surface à nettoyer. L’effet de nettoyage repose sur une combinaison d’effets thermique, mécanique, de solvant et de sublimation. Comme le dioxyde de carbone cristallin se sublime complètement durant le processus, les surfaces traitées restent sèches. Les contaminants enlevés sont aspirés avec le gaz de procédé, évitant toute recontamination des surfaces ou pollution de l’environnement. Associé à un gaz de procédé de Linde, le procédé efficace quattroClean bénéficie du certificat Green Screen pour les nettoyants et dégraissants de la Clean Production Action.

Technologie de nettoyage pour un large spectre d’applications

La faible dureté des cristaux de neige fins permet de nettoyer des surfaces très sensibles et finement structurées. Cela ouvre à la technologie de jet de neige quattroClean un très large champ d’application. Le procédé est notamment utilisé pour l’élimination de flux et de résidus de soudure sur PCB et PCBA, pour le nettoyage de contaminants chimiques et particulaires sur les pads de liaison, ainsi que pour le nettoyage de cellules de batteries avant leur contact. « Sur des circuits imprimés où se trouve souvent un mélange de résidus organiques tels que graisses, empreintes digitales, flux ou résidus issus de processus de nettoyage chimique humide, le procédé peut être très efficace. Nous avons également obtenu d’excellents résultats sur des semi-conducteurs et des boîtiers issus de processus galvanotechniques ou autres processus chimiques humides », rapporte Stefan Schmitz. La facilité relative d’automatisation du nettoyage ou de son intégration dans les lignes de fabrication contribue également à cela. « Cela offre deux avantages. La première est que le nettoyage automatisé permet d’obtenir des résultats homogènes et reproductibles. La seconde est que, si le nettoyage est intégré au processus de fabrication, la contamination récente peut être éliminée immédiatement, évitant qu’elle ne devienne un problème plus important lors du stockage », ajoute Stefan Schmitz.

La société acp systems AG présentera ses solutions lors de l’Electronica, qui se tiendra du 10 au 13 novembre 2026 à Munich (Allemagne), dans le hall A2, stand 112.