Wire Bonden

Mit Drahtbonden „Wire bonding“ wird in der Chip-On-Board Technologie eine Verbindungstechnik bezeichnet, bei der mittels dünner Drähte die Anschlüsse (Pads) einer integrierten Schaltung (IC) mit dem Substrat verbunden werden. Es gibt eine Reihe von verschiedenen Draht-Bond-Verbindungsverfahren, mit und ohne den Einsatz von Ultraschall.

In der Regel werden Gold- oder Aluminiumdrähte, in seltenen Fällen auch Kupfer- oder Silberdrähte eingesetzt. Während das Gold-, Kupfer- oder Silberdrahtbonden hauptsächlich mittels Ultraschall-Ball-Wedge Technik erfolgt, wird für das Aluminiumdrahtbonden ausschliesslich das Ultraschall Wedge-Wedge Verfahren angewendet.

Die beiden Verfahren unterscheiden sich hinsichtlich Integrationsdichte, Durchsatz und Kosten wesentlich voneinander. So setzen wir zum Beispiel bei hochauflösenden Kamerasensoren mit über 1000 Anschlüssen üblicherweise das Ultraschall Golddraht Ball Wedge Verfahren ein, da es sehr schnell und gleichzeitig sehr präzise ist. Die Kunst beim Drahtbonden besteht einerseits darin, das Layout auf dem Substrat prozesstechnisch so zu gestalten, dass das Risiko von Draht-Kurzschlüssen unwahrscheinlich und der Prozess möglichst stabil ist. Andererseits ist auch die Wahl einer geeigneten Substrat-Metallisierung für einen zuverlässigen Bondprozess entscheidend. Die Wahl des Drahtes, des Bondtools und nicht zuletzt die Erfahrung des Prozessingenieurs bei der Programmierung des Prozesses sind Faktoren, die wesentlich zum Gelingen eine Drahtbondprozesses beitragen.

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Flyer-Wirebonding

Technische Eigenschaften

  • Vollautomatischer Wirebonder
  • Verarbeitung von Magazin zu Magazin
  • Geeignet für feinste Golddrahtverbindungen
  • Verschleissfreie hochpräzise Luftlager-Bondkopftechnologie
  • Kraftgeregelter Bondprozess
  • Echtzeit Bondprozesskontrolle NSD («Non Stick Detection»)
  • Grosse Auswahl an verschiedenen Loop-Geometrien (Golddrahtverbindungen) Loopformen: Standard, Flat, BGA-Loop, M-Loop, J-Loop, Ultra Low Loop
  • Substrattypen: PCB, Flexprint, Saphir, Glas, Aluminium und Keramik
  • 3-Zonen geregelte Substratheizung

Spezifikationen

  • Verbindungsverfahren: Thermosonic Ball-Wedge (Golddraht)
  • Pitch bis zu 40µm
  • Anzahl Verbindungen: >1000
  • Golddraht, Durchmesser: 17-50µm
  • Ultraschallfrequenz: 128 kHz
  • Feste Elektrode (EFO-Ströme bis zu 400 mA)
  • Positioniergenauigkeit: +/-2.5 um @ 3 Sigma
  • Durchsatz UPH: 17 Drähte/Sekunde (UPH hängt von den Material- und Prozessanforderungen ab)
  • Maximaler Bondbereich: 52 mm x 70 mm (2″ x 2,7″)
  • Prozesszonentemperatur: 20°C bis 300°C
  • Drahtlänge: 1 bis 6mm

Anwendungen

  • Drahtbonden von Chips für die Prototypenfertigung bis zur Serienfertigung
  • Drahtbonden von MEMS, Kamera Chips, LED, Sensoren und Aktuatoren
  • Drahtbonden von miniaturisierten Systemen, wie gestapelte Chips («Chip-on-Chip», «stacked Dies») oder «Multi Chip Modulen»