EPP 11.2022

TEST & QUALITÄTSSICHERUNG «
Sollte es dennoch zu einer Reklamation
kommen, kann das viele Gründe haben –
etwa wenn die Bonddrähte trotz Flüssigverkapselung
(Glob-Top-Verfahren) aus
dem Schutzmaterial herausragen und im
Endprodukt harschen Umwelteinflüssen
ausgesetzt sind. Der umgekehrte Sachverhalt
liegt vor, wenn der Draht so flach
verläuft, dass er andere Bauteile berührt.
In beiden Fällen bringt eine zuverlässige
3D-Inspektion erhebliche Vorteile. „Das
für optische Inspektionssysteme typische
Streifenprojektionsverfahren stößt bei
Bonddrähten allerdings schnell an physikalische
Grenzen“, so Melanie Wons, Senior-Applikationsspezialistin
im Unternehmen.
Grund sind vor allem die sehr
starken Reflexionen auf den Drähten. Hier
gilt es also, auf das richtige Pferd zu setzen
und die richtige Technologie zu wählen.
Viscom nutzt für sein 3D-Verfahren in
der Drahtbondinspektion feinste Variationsmöglichkeiten
bei Fokusebenen und
Tiefenschärfen. Der höchste Punkt der
Drähte kann zuverlässig gemessen werden,
genauso wie alle anderen Höhen des
Drahtverlaufs. Das gilt ebenfalls für die
Start- und Endpunkte der Drähte, um z. B.
Abheber zu erkennen.
Besonderer Fokus auf
die Drahtlängen
Die 3D-Analyse ermöglicht es zudem,
die tatsächliche Länge eines Drahtes zu
ermitteln. „Ohne die dritte Dimension
kann man sich lediglich die Entfernung
zwischen Ball und Wedge und die laterale
Länge des Drahtes anzeigen lassen, also
die Kurvenverläufe ausschließlich von
oben betrachtet – vergleichbar etwa mit
einem auf dem Tisch liegenden Faden,
den man auf einem Blatt Papier nachzeichnet“,
erläutert Melanie Wons. Wenn
es also um die wirkliche Länge der Drähte
geht, ist die z-Information unverzichtbar.
In der Praxis spielt eine darauf ausgerichtete
automatische Inspektion aus unterschiedlichen
Gründen eine wichtige Rolle.
„Die tatsächlichen Längen sind bei Dünndrähten
dann relevant, wenn es um Hochfrequenzanwendungen
geht, weil jeder
Draht wie eine Antenne wirkt“, erklärt Rolf
Demitz, als Vice President verantwortlich
für den Bereich Drahtbondinspektion. „Bei
den Leistungsanwendungen wiederum
sind die Drahtlängen entscheidend, da jeder
Draht auch einen Widerstand darstellt“,
so Demitz weiter. Fließt sehr viel
Strom über den Draht, kann er bei Überlastung
extrem heiß werden und
schlimmstenfalls schmelzen. Erfüllt er zugleich
eine Sicherungsfunktion, kann das
jedoch sogar gewollt sein, um die Elektronik
vor zu viel Leistung zu schützen.
Muss bei der Fertigung auf bestimmte
Loopformen geachtet werden, lässt sich
in der Inspektionssoftware ein vordefinierter
Kanal aufziehen, der exakt vorgibt,
wie der Draht designkonform zu verlaufen
hat. Die Qualitätskontrolle liefert dann
messgenaue Informationen darüber, wo
dieser zulässige Bereich eingehalten wird
und wo nicht. Das Verfahren ist sowohl
für Dickdrähte, also oberhalb von 100 µm,
als auch Bändchen und Dünndrähte bis
20 µm Drahtdurchmesser geeignet. Viscom
bietet die 3D-Funktionalität mit seinen
Systemen S6053BO-V und S6056BO
an sowie ebenfalls für die X7056-II BO,
welche Drahtbondinspektion mit Röntgeninspektion
kombiniert. 2D-Maschinen
im Feld können bei entsprechender Eignung
ein 3D-Upgrade bekommen.
Kleinste Durchmesser und
Kontaminationen
Vor dem Hintergrund der voranschreitenden
Miniaturisierung darf bei der Entscheidung
für ein Drahtbond-Inspektionssystem
selbstverständlich das Thema
Auflösung nicht außer Acht gelassen
werden. Für Dickdrähte reichen in manchen
Fällen schon 8 µm pro Pixel. Will
man auf einem Produkt allerdings Bereiche
der Signalverarbeitung genauestens
prüfen, sind schnell höhere Pixelauflösungen
erforderlich. „Dünndrähte setzen
um die 5 µm voraus. Für besonders kleine
Durchmesser bietet Viscom ein Sensormodul
mit einer Auflösung von rund
2,3 µm pro Pixel an“, sagt Wolf Rüdiger
Pennuttis. Aufgrund ihrer außergewöhnlichen
Bildschärfe und der besonderen Beleuchtungsoptionen
eignen sich Drahtbond-Inspektionssysteme
des Herstellers
überdies bestens für Oberflächenprüfungen.
Deshalb setzt man sie zusätzlich als
„Post-Placement-AOI“ ein und damit bereits
vor dem Bonden.
electronica, Stand A3.642
www.viscom.com
Bild: Viscom
Diode in 3D-Ansicht
mit Höhenprofil eines
der Dickdrähte und
Übersichtsbild mit danebenliegendem
IGBT
Ein angelegter Kanal (blaue Linien) gibt vor, wo
der Draht sich befinden muss, um festgelegte
Qualitätsanforderungen zu erfüllen – oben ordnungsgemäß,
unten abweichend
Bild: Viscom
Bild: Viscom
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