TA.TEC Consulting
Wo Kontamination beim Drahtbonden wirklich kritisch wird
Draht, Bondpad oder EMC? Wie Chlor- und Schwefelkontamination die Zuverlässigkeit von Au-Al- und Cu-Al-Bonds unterschiedlich beeinflussen.
Untersucht wurden Chlor- (Cl) und Schwefelkontaminationen (S) aus drei Quellen – Draht, Bondpad und Epoxy Molding Compound (EMC) – für Au-Al- und Cu-Al-Bonds. Die Zuverlässigkeit wurde mittels HTS und bHAST bewertet.
Unter den untersuchten Bedingungen zeigte EMC den kritischsten Einfluss. Bei Au-Al wurde ein Ausfall nur bei 500 ppm Cl aus EMC beobachtet. Bei Cu-Al traten mehr Ausfälle auf; die Mehrheit war mit Kontamination aus EMC und Bondpad verbunden. Cl und S zeigten dabei unterschiedliche Degradationsmechanismen.
Die Zuverlässigkeitsreaktion hing nicht allein vom Kontaminanten ab, sondern von der Kombination aus Kontaminationsquelle, Kontaminant, Draht-Pad-System und Zuverlässigkeitstest.
Unter den untersuchten Quellen zeigte EMC den kritischsten Einfluss. Cu-Al war unter bHAST gegenüber Cl empfindlicher als Au-Al. Cl und S führten zudem zu unterschiedlichem Degradationsverhalten an der Ball-Pad-Grenzfläche.
Die Ergebnisse gelten für die untersuchten Au-Al- und Cu-Al-Systeme, Chlor und Schwefel, die Kontaminationsquellen Draht, Bondpad und EMC sowie die beschriebenen HTS- und bHAST-Bedingungen.
Sie stellen keine allgemeingültige Regel für andere Drahtwerkstoffe, Kontaminanten, Konzentrationen, Package-Materialien oder Zuverlässigkeitstests dar. Die für Schwefel beschriebenen Mechanismen beruhen teilweise auf der Interpretation der Autoren.
Research Source
Liao Jinzhi Lois, Wang Bisheng, Zheng Haipeng, Zhang Xi, Li Xiaomin, Hua Younan, Fu Chao, Tee Weikok, Yee Boonhwa, Mao Songlin
Comprehensive study of wire bond reliability impacts from wire, molding compound and bond pad contaminations
2019 IEEE 21st Electronics Packaging Technology Conference (EPTC), IEEE, 2019
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