Drahtbonden auf Keramik: Technische Spezifikationen, Prozessschritte und Fehlerbehebungsanleitung

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Erfolgreiches Drahtbonden auf Keramik erfordert eine strenge Kontrolle der Oberflächenrauheit, der Reinheit der Metallisierung und des Wärmemanagements. Im Gegensatz zu organischen Substraten (FR4) leitet Keramik Wärme schnell ab, was höhere Substrattemperaturen und eine präzise Kalibrierung der Ultraschallenergie erfordert.

Oberflächenrauheit: Muss Ra < 0,3 µm betragen (idealerweise < 0,1 µm für Dünnschicht), um die Haftung der Verbindung zu gewährleisten.
Metallisierung: ENEPIG oder Weichgold (99,99% Reinheit) mit einer Mindestdicke von 0,1 µm ist Standard.
Temperatur: Die Substrattemperaturen liegen typischerweise zwischen 150°C und 250°C, höher als bei Standard-Leiterplattenprozessen.
Reinigung: Plasmareinigung ist zwingend erforderlich, um organische Verunreinigungen vor dem Bonden zu entfernen.
Validierung: Drahtzugtests müssen die MIL-STD-883-Standards erfüllen (typischerweise > 3g für 1 mil Golddraht).

Wann Drahtbonden auf Keramik anwendbar ist (und wann nicht)

Das Verständnis der physikalischen Einschränkungen von Keramiksubstraten ist der erste Schritt zur Bestimmung der Prozessdurchführbarkeit.

Wann Drahtbonden auf Keramik eingesetzt werden sollte:

Hochleistungsanwendungen: Wenn das Gerät eine effiziente Wärmeableitung erfordert (z.B. IGBT-Module, Leistungs-LEDs), die organische Leiterplatten nicht bewältigen können.
Hermetische Versiegelung: Für Luft- und Raumfahrt- oder medizinische Sensoren, die eine vakuumdichte Versiegelung erfordern, bei der Ausgasungen von organischen Klebstoffen oder Laminaten inakzeptabel sind.
Hochfrequenz-HF: Wenn Signalverluste minimiert werden müssen; Keramik (Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid) bietet überlegene dielektrische Eigenschaften im Vergleich zu Standardlaminaten.
Hochtemperaturumgebungen: Wenn die Betriebsumgebung 150°C überschreitet, wo herkömmliche Lötstellen ermüden oder FR4 delaminieren könnte.
Miniaturisierung: Wenn die Pitch-Anforderungen unter 100 µm liegen und eine direkte Chip-on-Board (COB)-Technologie ohne sperrige Gehäuse erforderlich ist.

Wann NICHT verwenden:

Kostensensible Unterhaltungselektronik: Wenn eine Standard-SMT-Bestückung auf FR4 ausreicht, verursacht Keramik unnötige Material- und Verarbeitungskosten.
Großformatige Platten: Keramiksubstrate sind spröde und neigen bei Größen über 4x4 Zoll zu Verformungen oder Rissen, was die Handhabung erschwert.
Flexible Anwendungen: Keramik besitzt keine Flexibilität; jede mechanische Belastung oder Biegung führt sofort zum Bruch des Substrats.
Standardlötbare Komponenten: Wenn das Design nur gekapselte Komponenten (SOIC, QFN) mit Standardanschlüssen verwendet, fügt das Drahtbonden einen redundanten und teuren Prozessschritt hinzu.

Regeln & Spezifikationen

Sobald die Entscheidung zur Verwendung von Drahtbonden auf Keramik bestätigt ist, muss das Design spezifische Fertigungstoleranzen einhalten. Eine Abweichung von diesen Regeln ist die Hauptursache für "Non-Stick on Pad" (NSOP)-Fehler.

Regel	Empfohlener Wert/Bereich	Warum es wichtig ist	Wie zu überprüfen	Bei Missachtung
Oberflächenrauheit (Ra)	< 0.3 µm (Dickschicht) < 0.1 µm (Dünnschicht)	Raue Oberflächen verhindern, dass das Kapillar eine gleichmäßige intermetallische Verbindung (IMC) bildet.	Profilometer- oder AFM-Scan.	Schwache Verbindungen, sofortiges Ablösen während des Tests.
Goldbeschichtungsdicke	0.1 µm – 0.5 µm (Weichgold)	Gold dient als Verformungsschicht. Zu dünn legt Nickel frei; zu dick verursacht unnötige Kosten.	Röntgenfluoreszenz (XRF).	Zu dünn: Oxidation/NSOP. Zu dick: Kostenüberschreitung.
Nickelbarrierendicke	3.0 µm – 6.0 µm	Verhindert die Kupfermigration in die Goldschicht, was die Verbindung beeinträchtigt.	XRF oder Querschnittsanalyse.	Diffusion führt im Laufe der Zeit zur Verschlechterung der Verbindung.
Bondpad-Größe (Min)	70 µm x 70 µm (für 25µm Draht)	Bietet Spielraum für die Platzierungsgenauigkeit und das "Quetschen" des Bondballs.	Optische Messung (AOI).	Bondflächen außerhalb des Pads verursachen Kurzschlüsse oder offene Stromkreise.
Bondpad-Raster	> 80 µm (Standard) > 60 µm (Feinraster)	Verhindert Kapillarinterferenzen mit benachbarten Drähten oder Schleifen.	CAD-Designregelprüfung (DRC).	Kurzschlüsse zwischen benachbarten Bonddrähten.
Tischtemperatur	150°C – 250°C	Keramik wirkt als Kühlkörper; Wärme ist erforderlich, um Draht und Pad für die Diffusion zu erweichen.	Thermoelement an der Klemmfläche.	Zu niedrig: Keine Bondbildung. Zu hoch: Oxidation von Leadframe/Epoxid.
Ultraschallleistung	60 – 120 mW (Variabel)	Liefert die Schrubbenergie, um Oxide aufzubrechen und Metalle zu verschmelzen.	Kalibrierwerkzeug für den Wandler.	Niedrig: NSOP. Hoch: Kraterbildung (Rissbildung in der Keramik unter dem Pad).
Bondkraft	15g – 40g (für 1 mil Draht)	Gewährleistet intimen Kontakt zwischen Draht und Pad während des Ultraschallschrubbens.	Kraftmesser-Kalibrierung.	Niedrig: Schwache Verbindung. Hoch: Übermäßige Verformung/Fersenrisse.
Plasmareinigung	Argon/Sauerstoff-Mischung, 2-5 Min.	Entfernt organische Rückstände (Epoxidharzaustritt, Fingeröle) von der Goldoberfläche.	Wasserkontaktwinkeltest.	Hohe NSOP-Raten aufgrund unsichtbarer Kontamination.
Die-Befestigungsklebstoff	Geringe Ausgasung, Ag-gefüllt	Verhindert Kontamination der Bondpads während des Aushärtungsprozesses.	Scherfestigkeitstest.	Hohlräume unter dem Die, schlechte Wärmeübertragung, Pad-Kontamination.
Drahtschleifenhöhe	> 100 µm	Verhindert, dass der Draht den Die-Rand berührt (Kurzschluss).	Optische Seitenansichtsprüfung.	Kurzschlüsse am Die-Rand.
Substratmaterial	96% Al2O3 oder AlN	Bestimmt die Wärmeleitfähigkeit und CTE-Anpassung an den Die.	Materialdatenblatt-Zertifizierung.	Thermische Fehlanpassung verursacht Die-Risse oder Bond-Ermüdung.

Implementierungsschritte

Die Durchführung eines zuverlässigen Drahtbondens auf Keramik-Prozesses erfordert eine strikte Abfolge von Operationen. Jeder Schritt baut auf dem vorherigen auf, und das Überspringen von Validierungspunkten führt zu Ausbeuteverlusten am Ende der Linie. 1. Substratvorbereitung und -reinigung

Aktion: Reinigen Sie das Keramiksubstrat mittels Lösungsmittelwäsche, gefolgt von einer Plasmareinigung (Argon oder Argon/Sauerstoff).
Schlüsselparameter: Plasmadauer (typischerweise 3-5 Minuten) und Leistung (300W).
Abnahmekontrolle: Wasserkontaktwinkel < 10 Grad weist auf eine saubere, energiereiche Oberfläche hin, die für das Bonden bereit ist.

2. Die-Befestigung (Die-Bonding)

Aktion: Klebstoff auftragen oder Lötvorformling platzieren, dann den Die auf das Keramikpad setzen.
Schlüsselparameter: Kontrolle der Bondliniendicke (BLT) (typischerweise 25-50 µm).
Abnahmekontrolle: Sichtprüfung auf Epoxidharz-Ausbluten. Ausbluten auf Drahtbondpads verhindert später das Bonden. Beachten Sie die Richtlinien für die Die-Befestigung auf Keramiksubstraten für die spezifische Klebstoffauswahl.

3. Aushärtung / Reflow

Aktion: Klebstoff aushärten oder Lot reflowen.
Schlüsselparameter: Das Reflow- und Temperaturprofil für Keramik muss kontrolliert werden, um einen thermischen Schock der Keramik zu verhindern (Aufheizrate < 3°C/Sek.).
Abnahmekontrolle: Die-Scherprüfung an einer Mustereinheit zur Überprüfung der mechanischen Integrität (> 1 kg Kraft, abhängig von der Die-Größe).

4. Einrichtung und Kalibrierung des Drahtbondgeräts

Aktion: Die richtige Kapillare und Drahtspule (z.B. 1 mil Au-Draht) installieren. Das spezifische Temperaturprofil für die Keramikmasse laden.
Schlüsselparameter: Bühnentemperatur auf 150°C - 200°C eingestellt. Keramik erfordert eine längere Einweichzeit, um das Gleichgewicht im Vergleich zu FR4 zu erreichen.
Abnahmekontrolle: Führen Sie einen "Bond-Off"-Test an einem Coupon durch, um die Planarität des Werkzeugs und die Ultraschallkopplung zu überprüfen.

5. Erster Bond (Kugelbond auf dem Die)

Aktion: Die Kapillare senkt sich ab, wendet Kraft und Ultraschallenergie an, um den Kugelbond auf dem Halbleiter-Die zu bilden.
Schlüsselparameter: Größe des Freiluftballs (FAB) (typischerweise 2-2,5x Drahtdurchmesser).
Abnahmekontrolle: Sichtprüfung auf "Golfschläger"-Bonds oder dezentrierte Kugeln.

6. Schleifenbildung (Looping)

Aktion: Die Kapillare steigt auf und bewegt sich zur zweiten Bondposition, wodurch die Drahtschleife gebildet wird.
Schlüsselparameter: Schleifenhöhe und Formfaktor (Rückwärtsbewegung), um Drahtschwingungen zu verhindern.
Abnahmekontrolle: Sicherstellen, dass kein Drahtdurchhang den Die-Rand oder benachbarte Drähte berührt.

7. Zweiter Bond (Keilbond auf Keramik)

Aktion: Die Kapillare verbindet den Draht mit dem Keramik-Bondpad. Dies ist der kritischste Schritt für das Drahtbonden auf Keramik aufgrund von Oberflächenrauheitsproblemen.
Schlüsselparameter: Scrub-Amplitude und -Zeit. Hier wird oft mehr Energie benötigt als auf dem Die.
Abnahmekontrolle: "Fischschwanz"-Aussehen des Keilbonds. Kein Ablösen oder Abheben.

8. Zerstörende Zugprüfung (Stichprobenbasis)

Aktion: Verwenden Sie ein Zugprüfgerät, um eine nach oben gerichtete Kraft auf die Drahtschleife auszuüben, bis sie versagt.
Schlüsselparameter: Zuggeschwindigkeit und Hakenplatzierung (Mittelspannweite).
Abnahmekontrolle: Mindestzugfestigkeit (z.B. > 3 Gramm für 1 mil Draht). Der Fehlermodus sollte "Drahtbruch" (gut) sein, nicht "abgehobener Bond" (schlecht). 9. Zerstörungsfreie Sichtprüfung
Aktion: Automatische Optische Inspektion (AOI) oder manuelle Mikroskopkontrolle.
Schlüsselparameter: Vergrößerung 30x - 100x.
Abnahmekontrolle: Überprüfen Sie, dass keine fehlenden Drähte, gekreuzten Drähte oder Kraterbildung auf den Keramikpads vorhanden sind.

Fehlermodi & Fehlerbehebung

Wenn das Drahtbonden auf Keramik fehlschlägt, ist die Grundursache oft auf die Materialgrenzfläche oder die Energieeinstellungen zurückzuführen. Die Ingenieure von APTPCB (APTPCB PCB Factory) verwenden die folgende Logik, um Probleme zu diagnostizieren.

1. Nicht-Haftung auf dem Pad (NSOP) - Zweite Bondung

Symptom: Der Draht löst sich sofort vom Keramikpad, nachdem die Kapillare angehoben wurde.
Ursachen: Verunreinigung (Epoxidharzaustritt, Oxidation), unzureichende Ultraschallleistung, niedrige Tischtemperatur oder übermäßige Oberflächenrauheit.
Prüfungen: Überprüfen Sie das Pad auf Verfärbungen (Oxidation). Überprüfen Sie die Protokolle des Plasmareinigers. Messen Sie die Pad-Rauheit.
Behebung: Erhöhen Sie die Ultraschallleistung/Zeit leicht. Reinigen Sie die Substrate erneut mit Plasma.
Prävention: Implementieren Sie strengere Plasma-Reinigungspläne und überprüfen Sie die Aushärtungsprofile des Epoxidharzes, um Ausgasungen zu verhindern.

2. Kraterbildung (Keramikbruch)

Symptom: Das Bondpad löst sich ab und reißt ein Stück Keramik mit sich, oder es treten sichtbare Risse unter der Bondung auf.
Ursachen: Übermäßige Ultraschallleistung oder Bondkraft. Keramik ist spröde und kann Stöße nicht wie FR4 absorbieren.
Prüfungen: Suchen Sie nach "Vertiefungen" in der Keramik unter dem Metallpad.
Behebung: Reduzieren Sie die Bondkraft und die Aufprallgeschwindigkeit. Verwenden Sie einen "Soft-Landing"-Parameter, falls verfügbar.
Prävention: Optimieren Sie das Bondfenster (DOE), um die untere Energiegrenze für die Adhäsion zu finden.

3. Fersenrisse

Symptom: Der Draht bricht an der "Ferse" des zweiten Bonds während des Zugtests.
Ursachen: Abgenutztes Kapillarwerkzeug, übermäßige Verformung des Drahtes oder steile Schleifenwinkel.
Prüfungen: Überprüfen Sie die Kapillarspitze auf Verschleiß/Ablagerungen. Messen Sie die Bondbreite (Quetschung).
Behebung: Ersetzen Sie die Kapillare. Reduzieren Sie die Bondkraft. Passen Sie die Schleifenbahn an, um die Spannung an der Ferse zu reduzieren.
Prävention: Legen Sie einen Kapillarwechselplan basierend auf der Bondanzahl fest (z.B. alle 500.000 Bonds).

4. Abgehobene Kugel (Erster Bond)

Symptom: Der Kugelbond löst sich von der Die-Oberfläche.
Ursachen: Intermetallisches Versagen, Verunreinigung auf dem Die oder falsche Größe des Freiluftballs (FAB).
Prüfungen: Überprüfen Sie die Unterseite der abgehobenen Kugel. Wenn sie glatt ist, hat sich kein Intermetall gebildet.
Behebung: Erhöhen Sie die anfängliche Bondkraft/Leistung. Überprüfen Sie die Kompatibilität der Die-Metallisierung (Aluminium vs. Gold).
Prävention: Stellen Sie sicher, dass die Waferlagerung stickstoffgespült ist, um Aluminiumoxidation auf den Bondpads zu verhindern.

5. Drahtverzug / Durchhängen

Symptom: Drähte bewegen sich seitlich und berühren sich gegenseitig oder hängen auf die Die-Kante durch.
Ursachen: Lange Drahtschleifen, falsche Schleifenparameter oder Luftstromturbulenzen während der Verkapselung.
Prüfungen: Messen Sie das Verhältnis von Schleifenhöhe zu Drahtlänge.
Behebung: Steiferen Draht (dotiertes Gold) verwenden oder den Schleifenabstand verkürzen. Die Einstellungen für die "Rückwärtsbewegung" anpassen.
Prävention: Bondpads näher am Die platzieren, um die Drahtlänge zu minimieren (< 3mm empfohlen).

6. Geringe Scherfestigkeit

Symptom: Kugellötstellen bestehen den Schertest nicht gemäß Spezifikation, selbst wenn sie optisch haften.
Ursachen: Unzureichende Temperatur (unterhärtetes IMC), falsche Kapillargeometrie.
Prüfungen: Überprüfen Sie, ob die Tischtemperatur tatsächlich die Substratoberfläche erreicht (Keramik leitet Wärme schnell ab).
Behebung: Einweichzeit vor dem Bonden erhöhen. Tischtemperatur erhöhen.
Prävention: Thermische Kartierung verwenden, um sicherzustellen, dass der Bondbereich die Zieltemperatur erreicht und nicht nur der Heizblock.

Designentscheidungen

Die Fehlerbehebung führt oft zu den ursprünglichen Designentscheidungen zurück. Bei der Planung eines Projekts mit APTPCB sollten diese grundlegenden Materialentscheidungen berücksichtigt werden.

Materialauswahl: Aluminiumoxid (Al2O3) vs. Aluminiumnitrid (AlN)

Aluminiumoxid (96%): Die Standardwahl. Gute elektrische Isolation, moderate Wärmeleitfähigkeit (24 W/mK). Geeignet für die meisten Sensoren und Hybridschaltungen. Leichter zu bonden aufgrund ausgereifter Dickschichtprozesse.
Aluminiumnitrid (AlN): Hohe Leistung. Ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit (170+ W/mK), die dem CTE von Silizium sehr nahe kommt. Wesentlich für Hochleistungs-IGBTs oder HF-Verstärker. AlN ist jedoch teurer und erfordert eine spezialisierte Metallisierung (DBA/DBC), die schwieriger zu drahtbonden sein kann, wenn die Oberflächenrauheit nicht kontrolliert wird.

Metallisierung: Dickschicht vs. Dünnschicht

Dickschicht: Paste wird im Siebdruckverfahren aufgetragen und gebrannt. Die resultierende Oberfläche ist rauer (Ra 0.3-0.5 µm). Erfordert aggressive Bondparameter. Geringere Kosten.
Dünnschicht: Gesputtertes oder aufgedampftes Metall. Sehr glatt (Ra < 0.1 µm). Ideal für Fine-Pitch-Drahtbonden und Hochfrequenz-HF. Höhere Kosten, aber höhere Ausbeute beim Drahtbonden.

Pad-Geometrie

Größe: Während 70µm ein Minimum ist, werden 100µm x 100µm für robuste Prozessfenster bevorzugt.
Freiraum: Stellen Sie sicher, dass der "Verfahrweg" der Kapillare keine Komponenten berührt. Keramikschaltungen haben oft hohe Kondensatoren; der Bonderkopf benötigt Freiraum.

FAQ

1. Kann ich Aluminiumdraht auf Keramiksubstraten verwenden? Ja, Aluminium-Keilbonden ist üblich für Leistungsanwendungen (Schwerdraht) und COB. Es wird bei Raumtemperatur (nur Ultraschall) durchgeführt, wodurch die hohe Wärme vermieden wird, die für das Goldbonden erforderlich ist. Die Pad-Metallisierung muss jedoch kompatibel sein (normalerweise Aluminium oder Nickel-Gold).

2. Was ist der Unterschied zwischen Dickschicht und Dünnschicht beim Drahtbonden? Dünnschicht bietet eine wesentlich glattere Oberfläche und schärfere Kanten definition, was feinere Rastermaße und zuverlässigere Verbindungen ermöglicht. Dickschicht ist rauer und kann höhere Bondkräfte erfordern, was das Risiko einer Kraterbildung in der Keramik erhöht.

3. Warum ist Plasmareinigung notwendig? Keramiksubstrate sammeln oft organische Verunreinigungen aus der Lagerung oder früheren Verarbeitungsschritten (wie dem Aushärten des Die-Attaches an). Die Plasmareinigung entfernt diese unsichtbaren Schichten auf molekularer Ebene, wodurch die Bondfestigkeit erheblich erhöht und NSOP reduziert wird.

4. Wie unterscheidet sich das thermische Profil von FR4? Keramik hat eine hohe thermische Masse und Leitfähigkeit. Sie erwärmt sich und kühlt schneller ab als FR4, leitet aber die Wärme schnell von der Bondstelle ab. Typischerweise sind höhere Tischtemperaturen (bis zu 250°C) und längere Vorheizzeiten erforderlich, um sicherzustellen, dass die Bondstelle die richtige Temperatur hat.

5. Was ist die minimale Padgröße für Drahtbonden auf Keramik? Für Standard-1-mil-Drähte (25 µm) ist ein 70 µm x 70 µm großes Pad das absolute Minimum. Für eine hohe Ausbeute wird ein 100 µm x 100 µm großes Pad empfohlen, um Platzierungstoleranzen und Ballverformung zu berücksichtigen.

6. Ist eine Nacharbeit an Keramiksubstraten möglich? Ja, aber es ist riskant. Wenn ein Draht versagt, kann er manchmal entfernt und eine neue Verbindung auf demselben Pad platziert werden ("Sicherheitsbond" oder Bonden über den Rest). Wiederholte Bondversuche können jedoch zu Kraterbildung in der spröden Keramik führen.

7. Wie verhindere ich "Kraterbildung" auf Keramik? Kraterbildung wird durch übermäßige Ultraschallenergie oder Aufprallkraft verursacht, die die Keramik unter dem Pad bricht. Um dies zu verhindern, optimieren Sie die Bondparameter (Kraft/Leistung reduzieren), stellen Sie sicher, dass die Metallisierung dick genug ist, um als Puffer zu wirken, und verwenden Sie eine kontrollierte Absenkgeschwindigkeit.

8. Wie lange sind bondfähige Keramiksubstrate haltbar? Typischerweise 6 bis 12 Monate, wenn sie in einem Stickstoffschrank oder vakuumversiegelten Beutel gelagert werden. Die Oxidation der Nickel/Gold-Oberfläche im Laufe der Zeit verschlechtert die Bondfähigkeit. Wenn abgelaufen, könnte eine Plasmareinigung die Bondfähigkeit wiederherstellen, aber eine frische Beschichtung wird bevorzugt.

9. Unterstützt APTPCB das Dickdrahtbonden für Leistungselektronik? Ja, dicker Aluminiumdraht (5 mil - 20 mil) wird für Hochstromanwendungen unterstützt. Dies erfordert im Vergleich zum Feingolddrahtbonden andere Werkzeuge und Bondköpfe (Keil-Keil).

10. Wie beeinflusst die Die-Befestigung das Drahtbonden? Wenn das Die-Befestigungsmaterial (Epoxidharz oder Lot) auf die Bondpads blutet, schlägt das Bonden fehl. Wenn die Die-Befestigung außerdem Hohlräume aufweist, kann der Die während des Ultraschallbondens vibrieren, die Energie absorbieren und eine schwache Verbindung verursachen (der "schwammige Die"-Effekt).

11. Was ist die Standardanforderung an die Zugfestigkeit? Gemäß MIL-STD-883 hängt die minimale Zugfestigkeit vom Drahtdurchmesser ab. Für 1 mil (25 µm) Golddraht sind 3 Gramm das absolute Minimum, aber ein robuster Prozess sollte im Durchschnitt > 8 Gramm erreichen.

12. Kann ich direkt auf blanke Keramik drahtbonden? Nein. Sie müssen an ein metallisiertes Pad (Gold, Aluminium oder Silber) bonden. Der Draht kann nicht mit dem Keramikmaterial selbst verschmelzen.

13. Welchen Einfluss hat die Oberflächenrauheit? Rauheit stört den intimen Kontakt, der für die atomare Diffusion erforderlich ist. Wenn Ra > 0,5 µm, kann der Draht nur die "Spitzen" der Oberfläche berühren, was zu einem schwachen mechanischen Halt führt, der bei thermischer Wechselbeanspruchung versagt.

14. Wie verhält sich die Lieferzeit im Vergleich zur Standard-Leiterplattenbestückung? Drahtbonden auf Keramik ist ein spezialisierter Prozess. Obwohl das Bonden selbst schnell ist, erfordern die Werkzeugeinrichtung, Plasmareinigung und strenge Tests (Zug/Scherung) zusätzliche Zeit. Konsultieren Sie unser Team für Leiterplattenfertigung für spezifische Lieferzeiten.

Glossar (Schlüsselbegriffe)

Begriff	Definition
Ball Bond	Die erste Bindung, die beim thermosonischen Bonden gebildet wird, kugelförmig, typischerweise auf der Chipoberfläche.
Wedge Bond	Die zweite Bindung (Stich), abgeflacht und keilförmig, typischerweise auf dem Substratpad.
Capillary	Die keramische Werkzeugspitze, die den Draht hält und Ultraschallenergie liefert.
Thermosonic	Eine Bondmethode, die Wärme (Thermo), Ultraschallenergie (Sonic) und Kraft kombiniert.
NSOP	Non-Stick On Pad (Nicht-Haftung auf dem Pad). Ein Fehlermodus, bei dem der Draht nicht am Substrat haftet.
Cratering	Beschädigung des Halbleiter- oder Keramiksubstratmaterials unter dem Bondpad, meist ein Bruch.
Schleifenhöhe	Der vertikale Abstand von der Die-Oberfläche zum höchsten Punkt der Drahtschleife.
Scherfestigkeitstest	Ein zerstörender Test, der seitliche Kraft auf die Ballbindung anwendet, um die Haftfestigkeit zu messen.
Plasmaveraschung	Ein Reinigungsprozess, der ionisiertes Gas verwendet, um organische Substanzen von den Bondflächen zu entfernen.
ENEPIG	Stromloses Nickel Stromloses Palladium Tauchgold. Eine universelle Oberflächenveredelung, die sich hervorragend für das Drahtbonden eignet.
IMC	Intermetallische Verbindung. Die Legierungsschicht, die zwischen dem Draht und dem Pad-Metall gebildet wird und die Verbindung herstellt.
Flammenauslöschung (EFO)	Elektronische Flammenauslöschung. Der Funke, der verwendet wird, um die Drahtspitze vor der ersten Verbindung zu einer Kugel zu schmelzen.
Dickschicht	Metallisierung, die mittels Siebdruckpaste aufgetragen wird, was zu dickeren, raueren Leiterbahnen führt.
Dünnschicht	Metallisierung, die mittels Vakuumbeschichtung aufgetragen wird, was zu sehr dünnen, glatten Leiterbahnen führt.

Fazit

Drahtbonden auf Keramik ist eine entscheidende Fähigkeit für hochzuverlässige, hochleistungsfähige und HF-Elektronik. Es erfordert einen Mentalitätswechsel gegenüber der Standard-FR4-Montage – wobei die Oberflächenbeschaffenheit, das Wärmemanagement und die präzise Energiesteuerung im Vordergrund stehen. Durch Einhaltung der Rauheitsspezifikationen (Ra < 0,3 µm) und Validierung durch strenge Zugtests können Ingenieure eine hermetische Zuverlässigkeit erreichen.

Ob Sie einen neuen HF-Modul prototypisieren oder die Produktion für Leistungselektronik skalieren, APTPCB bietet die spezialisierten Keramiksubstrate und DFM-Unterstützung, die erforderlich sind, um den Erfolg Ihres Drahtbondprozesses zu gewährleisten.

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