Soudage Ultrasonique / Thermosonique

Le soudage Ultrasonique / Thermosonique est principalement utilisé dans les assemblages flip chip pour générer une connexion mécaniquement et électriquement stable.

Contrairement au soudage par thermocompression, le soudage Ultrasonique / Thermosonique est un processus de soudage par friction où les bumps du composant sont légèrement pressées sur les plots de contact correspondants puis animés de vibrations transversales dans le plan de travail. La chaleur est générée exactement là où elle est nécessaire, à savoir aux points de contact entre les bumps et les plots. Par conséquent, la contrainte thermique est faible pour les composants et le substrat, ce qui fait du Ultrasonique / Thermosonique le processus de choix pour les cas de matériaux thermiquement sensibles. De plus, la force de soudage peut être énormément réduite par rapport au soudage par thermocompression, réduisant la contrainte mécanique sur le substrat et le composant, ce qui est avantageux si les matériaux sont sensibles à la déformation ou à la fissuration.


  • Le soudage ultrasonique / thermosonique est un processus critique avec de nombreux facteurs influents:

    • Le soudage impose un fort maintien des composants sur leur support. Alors que le substrat reste en place pendant le processus de collage (sans mouvement contre son support), le composant (puce) doit scrupuleusement suivre les vibrations de sa pipette support. Par conséquent, un excellent maintien du composant et donc une conception d'outil personnalisée sont nécessaires.
    • La chaleur du plateau (substrat) et les vibrations ultrasoniques doivent être appliquées de manière synchronisée et le temps de vibration doit être ajusté précisément: un temps trop court mène à une jonction défaillante tandis qu’un temps trop long peut provoquer le cisaillement de la couche de contact du substrat.
    • Pour obtenir une puissance de sortie suffisante au niveau du joint de soudage, le système oscillant «transducteur ultrasonique + Pipette + Composant» doit être maintenu à une fréquence de résonance constante, indépendamment de la masse du composant et du coefficient de frottement sur le contact. Pour ce faire, le générateur d'ultrasons doit compenser électroniquement les divers facteurs d'amortissement.
    • Pour souder les matériaux les plus minces et les plus fragiles, ainsi que les gros composants avec beaucoup de bumps, les paramètres de temps, de puissance, de température et de force doivent posséder une marge de réglage suffisante avec la meilleure résolution possible, et rester stables même dans des conditions environnementales changeantes.

Soudage thermosonique utilisant le procédé Or-Or

Ultrasonic bonding

Soudage par ultrasons

La solution Finetech

Principe du Soudage Thermosonique

Pour créer un joint thermosonique, le substrat est d'abord chauffé à des températures comprises entre 100 °C et 150 °C. Ensuite, le composant maintenu par la pipette est légèrement pressé sur la zone cible du substrat. Ensuite, une vibration ultrasonique est déclenchée. Le joint se constitue par friction et peut être immédiatement utilisé.


Paramètres thermosoniques

  • Temps de traitement: 0,1 s ... 0,5 s
  • Température de chauffage substrat: 100 °C ... 150 °C
  • Force de soudage: 0,03 N / bump ... 0,7 N / bump
  • Puissance ultrasonique: jusqu'à 20 W

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