La liaison par coin expliquée :fixation de fil de précision pour l'électronique

Le Wedge Bonding est un processus automatisé permettant de fixer des câbles de connexion entre des composants électroniques et une carte de circuit imprimé (PCB). Le processus consiste à relier un connecteur de fil à une borne du composant et à un PCB avec une combinaison de pression et d'énergie ultrasonique (U/S) ou thermosonique (T/S). Le dispositif utilisé pour alimenter le fil du connecteur et transférer la pression et l'énergie aux liaisons est un composant plat en forme de coin qui donne aux liaisons leur forme caractéristique et au processus son nom. La liaison par coin utilise généralement des fils en aluminium ou en alliage d'or et peut lier le fil d'aluminium à température ambiante avec de l'énergie U/S ou un fil en alliage d'or avec de l'énergie T/S. Par rapport à d'autres procédés tels que le collage à billes, le collage en coin présente les inconvénients de vitesses de production plus faibles et de restrictions dans la plage de flexibilité angulaire entre les liaisons de composants et de PCB.

L'une des étapes les plus importantes de la construction d'un PCB consiste à relier la pléthore de bornes de composants avec leurs points de circuit correspondants sur le substrat du PCB. Les connexions doivent être bien établies pour garantir l'intégrité du circuit ; les fils physiques du connecteur doivent également être placés de manière à occuper le minimum de place. Tout cela est généralement réalisé à une échelle presque microscopique par des machines automatisées très sophistiquées et précises. Le collage en coin est l'un des deux processus les plus courants pour réaliser ces connexions ; l'autre est le collage par balle.

La tête de collage des machines de collage par coin est une plaque plate équipée d'un trou d'alimentation sur sa surface arrière inférieure et d'un sabot de pression en forme de coin sur le bord avant inférieur. Le fil de connexion passe par le trou à l’arrière de la plaque et est comprimé et lié à la cale. La liaison est créée par une combinaison de pression appliquée par la chaussure compensée et d'énergie ultrasonique ou thermosonique. L'énergie U/S est une concentration localisée de vibrations acoustiques à haute fréquence qui provoque une liaison permanente et est principalement utilisée pour les fils de connexion en aluminium. L'énergie T/S est une combinaison d'énergie thermique ultrasonique et conventionnelle qui lie les fils en alliage d'or.

Le processus de liaison par coin est un processus en plusieurs étapes qui commence par la descente du coin sur la borne du composant. Une fois en contact avec la pression terminale, une énergie U/S ou T/S est appliquée pour relier le fil. La cale s'élève ensuite jusqu'à une hauteur prédéterminée et revient à la position du terminal PCB. Ce mouvement simultané de montée et de retraite tire suffisamment de fil à travers la cale pour former une boucle ou un arc de fil approprié entre le composant et le PCB. La cale descend ensuite et lie le connecteur au PCB.

Une fois la liaison du PCB terminée, la cale soulève et coupe simultanément le fil avant de passer au jeu de bornes suivant. Le collage par coin est un peu plus lent que le processus alternatif de collage à bille et ne peut généralement relier que des connecteurs qui se déplacent en ligne droite entre le composant et les bornes du PCB. Il produit cependant une « empreinte » de liaison plus petite et convient donc au collage de terminaux rapprochés.

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