TA.TEC Consulting
Kann die Ultraschall-Stromsignatur die Bondqualität anzeigen?
Was der Generatorstrom während der Bondbildung über Anbindefläche und thermische Zuverlässigkeit verraten kann.
Die Studie untersuchte, ob der Strom des Ultraschallgenerators während der Bondbildung Informationen über die Bondqualität liefert.
Veränderungen an der Bondgrenzfläche beeinflussen die mechanische Impedanz des Ultraschallsystems und damit den Generatorstrom. Untersucht wurden 375-µm-5N-Aluminiumdrähte auf einem F&K-Delvotec-Wedge-Bonder bei etwa 58 kHz.
Die gemessenen Stromsignaturen wurden mit Anbindefläche und Thermal-Cycling-Lebensdauer verglichen. Dabei zeigten sich deutliche Unterschiede zwischen schwachen und robusteren Parameterdesigns.
Die Ultraschall-Stromsignatur war unter den untersuchten Bedingungen konsistent mit unabhängigen Messungen von Anbindefläche und Thermal-Cycling-Lebensdauer.
Das robustere Design zeigte ein gleichmäßigeres Stromsignal, eine größere Anbindefläche und eine höhere mittlere Lebensdauer.
Damit kann die Signalanalyse eine schnelle, zerstörungsfreie Bewertung des Einflusses von Bondparametern auf die Bondqualität unterstützen.
Die Ergebnisse gelten für den untersuchten Bondprozess mit 375-µm-5N-Aluminiumdraht, dem verwendeten F&K-Delvotec-Wedge-Bonder und den getesteten Parameterdesigns.
Die Studie zeigt eine Übereinstimmung zwischen Stromsignatur, Anbindefläche und Thermal-Cycling-Lebensdauer, etabliert jedoch keine universelle Qualitätsgrenze für andere Drahtmaterialien, Drahtdurchmesser, Bonder oder Prozessbedingungen.
Research Source
E. Arjmand, P.A. Agyakwa, C.M. Johnson
Reliability of thick Al wire: A study of the effects of wire bonding parameters on thermal cycling degradation rate using non-destructive methods
Microelectronics Reliability, Volume 54 (2014), 2006–2012
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