La liaison par fil d'or (également appelée Gold Wire Bonding) consiste à utiliser des fils d'or très fins (d'une épaisseur d'environ 15 à 75 µm) pour établir des connexions électriques entre une micropuce et le boîtier (leadframe) d'un circuit imprimé. Il s'agit de la méthode standard pour connecter les circuits intégrés au monde extérieur.

L'or présente des avantages décisifs : Il est extrêmement résistant à la corrosion (il ne s'oxyde pas), se déforme facilement même à des forces et des températures très faibles et offre une excellente conductivité électrique. Cela rend la connexion extrêmement fiable et durable.

Le processus est thermosonique. Cela signifie que l'on utilise une combinaison de chaleur (généralement entre 150°C et 250°C), d'ultrasons et de pression. Le fil d'or est passé à travers une aiguille (capillaire). À l'extrémité du fil, une flamme ou une étincelle fait fondre une bille qui est ensuite pressée sur le connecteur de la puce (pad). La seconde connexion (au boîtier) est alors réalisée par une soudure en coin (wedge bond).

Oui, les alternatives courantes sont les fils de cuivre ou d'aluminium. Le cuivre est moins cher et a une meilleure conductivité électrique, mais il est plus dur et nécessite plus d'énergie pour le bonding. L'aluminium est souvent utilisé pour les applications de puissance. L'or, malgré son prix plus élevé, est surtout utilisé lorsque la plus grande fiabilité est requise ou lorsque les pads des puces sont très fragiles, car le processus de liaison avec l'or est particulièrement respectueux des matériaux.

Le bonding à fil d'or est typiquement utilisé dans les domaines de la haute fréquence, de l'aérospatiale, de la technologie médicale et de l'automobile. Il est idéal pour tous les assemblages qui doivent résister à des variations de température extrêmes ou pour lesquels il faut absolument éviter une défaillance due à la corrosion (par exemple dans les modules LED, les capteurs ou les processeurs haute performance).

Elle est souvent visible à l'œil nu : taches blanches ou formation de bulles entre les couches, notamment après la soudure. Dans les cas graves, le circuit imprimé se bombe visiblement (blistering). Au microscope, on observe un espace entre le cuivre et le matériau de base.

En général, non. Une fois que le matériau composite est détruit, l'adhérence ne peut pas être rétablie. Le circuit imprimé concerné doit être considéré comme un rebut et remplacé.

Le FR4 standard est vulnérable s'il a été exposé à l'humidité et à des pics de température extrêmes. Les matériaux à haute Tg (température de transition vitreuse plus élevée) ou le polyimide sont beaucoup plus résistants à la délamination thermique.

Les deux termes sont souvent utilisés comme synonymes, mais décrivent des degrés de gravité différents. Le délaminage désigne la séparation des couches à l'intérieur. Blistering est sa manifestation visible - c'est-à-dire la formation de bulles à la surface ou entre les couches.

L'étape la plus importante est la précuisson (baking) des circuits imprimés avant la soudure afin d'éliminer l'humidité emprisonnée. En outre, le profil de température prédéfini du circuit imprimé doit être respecté avec précision afin d'éviter tout choc thermique.