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Low-K-Drahtbonden


Hochmoderne Bondanwendung

Das Verfahren zum Low-K-Bonden ist äusserst empfindlich, besonders was Ultrafine-Pitch Anwendungen betrifft. Tatsächlich ist das grösste Problem beim Low-K-Drahtbonden die Zuverlässigkeit des Ballbonds. Bei kleinen Bondpads entsteht auf Grund der Polymere ein Bondproblem. Handelt es sich um ein weiches Polymer oder wird es über seinen Tg-Wert hinaus erhitzt, so kann das Bondpad beim Aufbringen der Bondkraft teilweise in das Polymer einsinken. Dadurch wird die effektive Bondkraft nach dem Kontakt der Kapillare mit dem Pad verringert, weshalb man ein höheres Ausmass an Ultraschallenergie benötigt, um die Bondverbindung herzustellen. Phänomene wie das ‘Cupping’ oder Einsinken können die Low-K-Diffusionsbarrieren beschädigen und zu Fehlbonds führen.

Folgende Probleme können beim Low-K-Drahtbonden auftreten (typische Ablehnungskriterien):

  •  Nichthaften auf dem Bondpad (NSOP)
  •  Abschälen des Metalls / Delamination
  •  Beschädigen / Brechen des Bondpads
  •  Auswirkungen von den Sondenabdrücken
  •  Schwache Scherfestigkeit des Bonds

Obwohl das Drahtbonden eine bereits seit vielen Jahren bestehende Technologie ist, werden die Bondwerkzeuge immer komplexer und das Verfahren ist vor allem beim Drahtbonden von Low-K-Bauteilen sehr anfällig. Zur Vermeidung von Pad-Beschädigungen wird eine sehr stabile Übertragung der Ultraschallenergie sowie ein weniger starker Ultraschallgenerator benötigt. Nach zahlreichen Auswertungen und Analysen zeigte die PI Kapillare die besten Eigenschaften hinsichtlich Effizienz der Ultraschallübertragung und Steigerung der Bondintegrität. In Verbindung mit der DFX-Funktion, als PI-DFX-Kombination, konnte eine Abnahme des Abschälens und eine verbesserte Bondintegrität mit einem höheren Prozentsatz von intermetallischen Verbindungen an der Bondschnittstelle festgestellt werden.

 90nm low-k, 55µm BPP
 
 65nm low-k, 48µm BPP
 

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