Principes de base
Traitements de surface liés aux connexions en microélectronique

1.1 Procédés de connexion

L’assemblage et la connexion d’une puce dans un module (« system in package »), sur un substrat ou sur une carte, peuvent s’effectuer de différentes manières. Deux techniques sont les plus répandues.

• Connexion filaire

  La technique de câblage filaire (wire bonding ) est développée depuis de très nombreuses années. Cette technique permet, après positionnement et fixation (colle) d’une puce sur son futur support, de connecter électriquement la puce au moyen d’un fil soudé sur sa périphérie (figure 1).

  Plus de 90 % des composants électroniques sont connectés par cette méthode, car des machines automatiques fonctionnant à des cadences très élevées (> 10 fils/seconde) permettent de satisfaire les assembleurs de composants. Selon le type de composant, la nature des fils (Au, Al, Cu), leur diamètre (de quelques centaines à 17 µm) et le pas d’interconnexion (quelques centaines à 50 µm) peuvent varier largement. Deux options sont utilisées pour ce type de connexion : le « wedge bonding » et le « ball bonding ».

  Pour faire face à la réduction des pas d’interconnexions, on trouve aujourd’hui des puces superposées présentant plusieurs niveaux de connexions filaires. Cette méthode, économique, possède un très fort degré d’industrialisation ; elle montre néanmoins ses limites en termes d’intégration face à l’augmentation de la densité d’interconnexions (la connexion est toujours limitée à la périphérie des puces) et au niveau électrique (fréquence de fonctionnement des composants de plus en plus élevée).

• Connexion par microbilles

  Face à l’évolution des composants électroniques, à l’augmentation de la densité d’intégration et à la réduction des pas d’interconnexion, d’importants efforts de R & D ont été consacrés pour mettre au point une technique d’interconnexion basée sur la réalisation d’un réseau matriciel (donc surfacique) de connexions électriques. Pour cela, on réalise la connexion à l’aide de microbilles ; on assure ainsi, en une seule étape, le positionnement,...