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Verbesserung der Bondfähigkeit auf anspruchsvollen Oberflächen

Veröffentlicht in Bodo´s Power Systems, Dezember 2014
Von Dr.-Ing. Michael Brökelmann, Hesse GmbH

Das Ultraschall-Drahtbonden ist ein seit vielen Jahren etabliertes Verfahren zur Kontaktierung der Elektroden von mikroelektronischen Komponenten und Leistungselektronikmodulen. Das Bonden auf anspruchsvollen Oberflächen, wie z. B. in Kunststoffrahmen eingebettete Steckeranschlüsse, stellt eine große Herausforderung dar. Ein neuer Ansatz zur Unterdrückung unerwünschter vertikaler Schwingungen durch aktive Schwingungskompensation kann die Bondfähigkeit verbessern.

Einleitung

Aluminiumdrahtbrücken verbinden in der Regel die Elektroden von Leistungshalbleitern wie z.B. IGBT’s mit den entsprechenden Anschlüssen des Substrates bzw. des Leistungsmoduls. Dieser Draht wird in einem Reibschweißprozess, dem sogenannten Ultraschallbonden, stoffschlüssig mit der metallischen Elektrodenoberfläche verbunden. Aufgrund der hohen Anforderungen an Qualität und Zuverlässigkeit dieser elektronischen Verbindungen ist eine sehr gute Kontrolle des Prozesses gefordert. Die stetige Zunahme der Maschinengeschwindigkeit (UPH – Units Per Hour) verstärkt diese Anforderung weiter. Eine weitere Herausforderung ist das Bonden auf anspruchsvollen Oberflächen, wie z.B. dünne in Kunststoff eingebettete Anschlussstecker oder andere weiche Untergründe, wie z.B. überhängende Chips (stacked dies), oder nicht ausreichend steif fixierte lead frames.
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