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Bond Keil Werkzeuge

Das Keilbonden wird mit Hilfe eines keilförmigen Bondwerkzeugs ausgeführt. Dabei wird der Draht in einem bestimmten Winkel (30° bis 60°) von der Rückseite in den Bondkeil eingeführt. Wenn besondere Platzanforderungen zutreffen, wird der Draht in einem 90°-Winkel durch eine Öffnung im Schaft eingefädelt. Je kleiner der Einführwinkel, desto besser ist die Kontrolle der Platzierung und eine gleichmässige Tail-Bildung unter dem Bondfuss. Grosse Winkel werden nur dann verwendet, wenn es absolut notwendig ist, zum Beispiel bei hohen Gehäusen, wo das Bonden in den Ecken des Chips kritisch ist. Die Tail-Kontrolle und Genauigkeit bei der Bondplatzierung sind wegen des steilen Winkels geringer, da das Drahtende das Pad vorzeitig berührt, was dazu führt, dass der Draht unter der Bondspitze wegrutscht oder in das Drahtfühungsloch zurück geschoben wird. Bei niedrigen Einführwinkeln (30° bis 45°) dagegen befindet sich der Draht mit der Spitze in einer Linie. Das Fussprofil des Bondkeils kann plan oder konkav sein. In den meisten automatischen Aluminiumdraht-Anwendungen werden konkave Bondfüsse verwendet, um Positionierfehler zu reduzieren. Der ebene Fuss wird hauptsächlich für Golddraht verwnedet oder, Aluminiumdraht wenn besonders kurze Bonds nötig sind. Um die Haftung zwischen Keil und Draht zu verbessern, wurde für das Golddraht-Keilbonden ein Fuss mit Nut konstruiert. Der für den Keil verwendete Werkstoff ist dabei abhängig vom Material des Bonddrahts. Im Falle von Aluminiumdraht besteht der Keil aus Wolframkarbid. Für Golddraht werden in der Regel Spitzen aus Titankarbid oder Cermet verwendet. Cermetspitzen werden meist in Anwendungen eingesetzt, in denen Au-Au-Bonds bei niedriger Temperatur erforderlich sind.

Die Keilparameter können die Drahtbondeigenschaften erheblich beeinflussen. Beim ersten Bond wird die Zugfestigkeit vom hinteren Radius (BR), die Bondposition von der Bohrungsgrösse (H) und die Tail-Länge von Einführwinkel, Bohrungsform und Oberflächengüte bestimmt. Die Loop-Bildung wird von den Parametern Bohrungsgrösse und -form sowie Einführwinkel bestimmt. Beim zweiten Bond wird die Zugfestigkeit hauptsächlich vom vorderen Radius (FR) bestimmt, während Bondlänge und Tail-Konsistenz vom hinteren Radius (BR) beeinflusst werden.

Bonding Wedge - for Aluminium (Al) wire wedge bonding Bonding Wedge - for Gold (Au) wire wedge bonding
Keil für das Al-Draht-Bonden Keil für das Au-Draht-
Bonden

 

Ebenfalls von Bedeutung beim Ultraschall-Keilbonden ist der Parameter Bond Flat (BF). Die sogenannte Bondfläche wird als die Länge des Bondfusses definiert, die bei 300-facher Vergrösserung eben erscheint und annähernd gleich ist mit der am Ende des Bondvorgangs tatsächlich erreichten Bondlänge.

 
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