Artikelarchiv

Wärmemanagement in Leiterplatten und Baugruppen ist eine immer größere Herausforderung: Ob LED-Anwendungen großer Lichtleistung, HF-Technologie oder Leistungselektronik – bessere Wärmeübertragung und Kühlung sind immer mehr gefragt: Bei einer Leiterplatte bzw. einer elektronischen Baugruppe hat Wärmemanagement zum Ziel, die Wärme von den wärmeerzeugenden Komponenten weg zu bekommen und nach außen abzuleiten. Eine verbesserte Wärmeübertragung reduziert das Risiko der thermischen Überlastung von aktiven Bauteilen und ist oft ein entscheidender Faktor für die Erfüllung der Lebensdaueranforderungen des Produktes. Folgende Technologien auf Leiterplatten-Ebene verbessern die Wärmeableitung: Die Metall-Core-Technik; Die Kupfersäulen-Technik; Die Copper-Coin-Technik

Auch wenn sich der Kupferpreis – auf hohem Niveau – stabilisiert hat, bleibt der Mangel des Metalls eine Herausforderung für die Leiterplattenindustrie. Die PLUS hat Stimmen aus der Branche gesammelt und wagt einen Blick auf die Hintergründe. Die Gemengelage ist komplex: Durch E-Mobilität und Dekarbonisierung steigt der Bedarf, während die Covid-19-Pandemie, Lieferengpässe und Umbrüche im Kupferbergbau den Nachschub unter Druck setzen. Eine Diebestour mit tragischen Folgen: Weil Unbekannte im Juni in einem Zementwerk in Hannover rund 100 Meter Kupferkabel stibitzten, musste die Produktion für mehrere Wochen ausgesetzt werden. Grund war ein Kurzschluss, bei dem nicht nur ein wichtiger Bagger beschädigt, sondern zudem einer der Langfinger schwer verletzt wurde. Der Fall steht exemplarisch für eine Reihe spektakulärer Kupferdiebstähle, die von der Polizei vermeldet werden. Geklaut werden Starkstromkabel, Dachrinnen, Autoteile, Rohre und elektrische Geräte jeder Art, die anschließend ausgeweidet werden.

Große Herausforderungen – und ebenso große Chancen: „Es ist eine schwierige Zeit.“ Dieser Satz fällt immer wieder, wenn man mit Verantwortlichen von EMS-Unternehmen spricht. Die Branche steht im Umbruch: Technische Innovationen, ihre Chancen und Möglichkeiten treiben sie voran, wecken Hoffnungen und zeigen neue Wege auf. Doch als sich verjüngender Flaschenhals erweist sich die mangelnde Verfügbarkeit wichtiger Bauteile. Es sind nicht allein die Nachwirkungen der Covid-19-Pandemie, die die Lieferketten ins Stocken geraten ließen und EMS-Anbietern und deren Kunden schmerzhaft die Risiken einer Just-in-Time-Produktion vor Augen geführt hat – als hässliche Kehrseite der Kosten-, Personal- und Zeitersparnis, die durch JIT erzielt werden konnte. Schon vor der Pandemie und dem Ukraine-Krieg waren manche Komponenten knapp. Denn die Nachfrage nach elektronischen Bauteilen steigt rasant, insbesondere in den Bereichen Automobilität, Luftfahrt und Sicherheit, Telekommunikation, Medizintechnik, Automation und IoT.

„So gebet dem Kaiser, was des Kaisers ist, und Gott, was Gottes ist!“[3] beschreibt einen archaischen Steuergrundsatz und führt in der Umkehr zu „einem nackten Mann kann man nicht in die Tasche fassen“, was manchen dazu verleitet, durch Bankrotterklärung seine Steuerschuld ins Nichts zu drücken. Nicht nur dieses Nichts ist ein Störfaktor. Vielleicht meinen einige Löter, was ihnen als ,Lunker‘ beim Querschnitt unter dem Mikroskop entgegenstrahlt, sei ebenfalls ein Nichts oder enthalte wenigstens nichts – was nun eher etwas mit Chemie und Physik zu tun hat als mit Steuerrecht. Allerdings sind solche ,Lunker‘ (die in der englischen Literatur als ‘voids’ auftauchen – und das ist ebenfalls ein irreführender Begriff) beim Reflowlöten eben keine Lunker im ursprünglichen Sinne der Gießtechnik und Metallurgie[4]. Es gibt eine ganze Menge unterschiedlicher Hohlräume, die in Lötstellen vorkommen können[5], die jeweils andere Gründe für ihre Entstehung haben.

Es gibt keine erneuerbaren Energien, Batterietechnik oder Robotik ohne Kobalt, Bor, Silizium, Graphit, Magnesium, Lithium, Niob, Seltene Erden und Titan. Weltweit werden derzeit zwischen 130 000 und 150 000 Tonnen Kobalt pro Jahr gefördert. Davon kommen etwa 80 % aus dem Kongo und 10 % aus Russland. Weithin unbekannt ist, dass das meiste Kobalt-Erz dann nach China transportiert und dort weiterverarbeitet wird. Dabei wird durch thermische Laugung des Erzes mit Schwefelsäure und anschließenden Ausfällungsprozessen die Lösung angereichert. Die Zwischenprodukte Nickel-Kobaltsulfit und -hydroxid werden in einem Raffinerieprozess zu Kobaltmetall und Kobaltchemikalien weiterverarbeitet. Ca. 70 % der vorgenannten weltweiten Fördermenge wird für die Batterieproduktion verbraucht, die Hälfte davon für die Elektromobilität. Mit fortschreitender Elektromobilität wird sich bis 2030 der weltweite Kobaltbedarf verdreifachen und der Lithiumbedarf verzehnfachen, wenn nicht durch neue Technologien Kobalt ganz oder teilweise substituiert wird.

Verlust von Marktanteilen in China und Deutschlandstart chinesischer Pkw:
Der Automobilhimmel für die deutsche Fahrzeugindustrie verdunkelt sich zusehends. Die Chipkrise scheint teilweise überwunden zu sein, die Produktionszahlen in Deutschland steigen seit 5 Monaten, aber sie sind immer noch 30 % unter dem Vor-Corona-Niveau 2019 (Abb. 4). Die Lieferzeiten fallen, stoßen aber auf eine deutliche Kaufzurückhaltung bei den Menschen, die ihr Geld gezwungenermaßen für steigende Energie- und Lebenshaltungskosten ausgeben. Gleichzeitig sinken zum Jahresende die Prämien für E-Fahrzeuge, für Hybrid-Pkw entfallen sie komplett. Gestiegene Strompreise an den Ladestationen lassen dazu den früheren Verbrauchskosten-Vorteil gegenüber Diesel- und Benzinmotoren dahinschmelzen. On Top sind die effektiven Verkaufspreise in diesem Jahr bis zu 12 % gestiegen. Keine gute Ausganglage für Hersteller, OEMS und Zulieferer.

Wie gefährdet ist die Versorgung der Welt mit Halbleitern, Bestückungsleistung (EMS/ODM) Leiterplatten, Laminate etc. bei einer Besetzung durch die Volksrepublik China?
Eine Meldung ging vielleicht in der Vorweihnachtszeit etwas unter. Die weltweit größte Halbleiter- Foundry TSMC baut ein zweites Werk neben der FAB 21 in Arizona. Statt der bisher geplanten 12 Mrd. $ Investitionssumme für die FAB 21, stehen jetzt bis zu 40 Mrd. $ im Raum. Zur Tool-in-Zeremonie Anfang Dezember kamen nicht nur Präsident Biden, sondern auch die CEOs von Apple, Nvidia und AMD als Kunden für dieses Werk. Aber auch die Spitzenmanager der großen Lieferanten Applied Materials, LAM Research sowie Synopsys und Arm waren anwesend. Die FAB 21 soll 20 000 bis 24 000 Wafer pro Monat mit 4 nm Strukturbreiten produzieren. Der Massen-Produktionsstart ist für 2024 geplant.
Das zweite Werk für 3 nm Strukturbreiten mit einem Investitionsvolumen von US$ 28 Mrd. soll bis 2026 die Produktion aufnehmen.

„... Bis das große Ei gelegt“. Die Respektlosig- und Mehrdeutigkeit seiner Formulierung war Wilhelm Busch sicherlich bewusst und wird wohl demnächst von Moderngermanisten mit Doktorarbeiten angegangen werden, die sich in die Überschriftleisten der entsprechenden Journale katapultieren wollen, aber z. B. Freud nicht gelesen haben. Das ‚Drücken‘ aber wird auch in der elektronischen Fertigung praktiziert, wobei es dort eventuell weniger Spaß bereitet als dem Strauß. Die Einpresstechnik ist lange bekannt, hat sich aber inzwischen ziemlich weiterentwickelt. Das muss selbstverständlich auf einigen Vorteilen beruhen, die dieses Vorgehen gegenüber dem Standardverbindungsweg, dem Löten, eben hat Hervorzuheben ist hier die Haltbarkeit der Kontaktierung. In umfangreichen Untersuchungen hat die Verbindung, die durch das Einpressen geschaffen wurde, weit besser abgeschnitten als das Löten. Sie wird nur durch den Drahtwickelprozess geschlagen, der noch etwas haltbarer zu sein scheint.

Die KSG Group beendete ihren Dreiakter ‚XPERTS on tour‘ mit einer Veranstaltung in Jena. Neben den Vorträgen des Live-Events erwartete die Teilnehmer ein galaktisches Abendprogramm im Planetarium – und die vergnüglichste Einbettung eines Feueralarms, die man sich denken kann. KSG hatte vergangenes Jahr angekündigt, statt eines profanen Technologietages ein neues Konzept auszuprobieren. Früchte dieser Überlegung waren drei Veranstaltungen in Linz, Dortmund und Jena. (Die PLUS berichtete u.a. nach der letzten ‚electronica‘ in Heft 12/2022). Das Programm ‚XPERTS on tour‘ richtete sich explizit an Bestands- und Neukunden des Leiterplattenherstellers – einige Firmen wurden auch gezielt angesprochen und mit einer Einladung bedacht. Laut Katharina Luchner, Leiter Marketing bei KSG, zeichnete sich jede Veranstaltung durch eine eigene Dramaturgie und Stimmung aus.

Im Herbst letzten Jahres lockte das Expertenseminar ‚Wir gehen in die Tiefe‘ über Trends der Aufbau- und Verbindungstechnik etliche Besucher nach Dresden. Seit Jahren ist ‚Wir gehen in die Tiefe‘ (WgidT) eine feste Größe für den fachlichen Austausch über die Optimierung von Produktionsabläufen in der Elektronikfertigung. Auch 2023 war die Veranstaltung im Dresdner Hotel ‚Mighty Twice‘ ein vielerwartetes Event der zweiten Jahreshälfte. Zwölf Fachverträge, verteilt auf zwei Veranstaltungstage Ende September, warteten auf die Zuhörer – ebenso wie der hochgeschätzte Erfahrungsaustausch mit Experten und Kollegen. Die PLUS nahm am ersten Veranstaltungstag Ende September teil. In der Branche genießt ‚Wir gehen in die Tiefe‘ Kultstatus.

Das Staunen über die zunehmende Leistungsfähigkeit elektronischer Geräte bei schrumpfenden Gerätegrößen nimmt kein Ende. Hinter diesem Prozess steht harte Arbeit, beispielsweise im japanischen Konzern Rohm. Die Ingenieure dort bescheren der Fachwelt immer neue, noch effizientere Bauteillösungen im passiven und aktiven Sektor. Der nachfolgende Bericht will einen kleinen Einblick in die Tätigkeit von Rohm geben.

Unlängst zeigte mir der Direktor einer Firma einen Brief, den er von einem seiner Leiterplattenhersteller erhalten hatte. Der Direktor hatte sich beklagt, dass verschiedentlich Leiterplatten den ‚Black-pad‘-Defekt aufwiesen. Nun konnte man in dem Antwortschreiben lesen, dass dem Leiterplattenhersteller dieser Fehler zum allerersten Mal gemeldet worden sei – sozusagen ‚Hand-aufs-Herz‘. Interessant an dieser Geschichte ist, dass der Autor gerade von einer anderen Firma angereist war, die ihre Leiterplatten von dem nämlichen Hersteller bezog – und gelegentlich Probleme mit ‚Black-pad‘ hat – und sich ebenfalls beschwert hatte.

Im September gab der amerikanische Fachverband IPC die Herausgabe der neuen Richtlinie IPC-1601 Printed Board Handling and Storage Guidelines bekannt. Es ist das bisher einzige Dokument, welches sich mit diesem Thema in Form einer Richtlinie auseinander setzt. Ausgehend von der Tatsache, dass es bisher kein entsprechendes gültiges Dokument für Handhabung und Verpackung von unbestückten Leiterplatten gab, hat der IPC seit der Konferenz IPCWorks 2004 an der Problematik des Umgangs mit unbestückten Leiterplatten gearbeitet.

In vielen Produktionen werden große Leiterplatten, die aus einer Anzahl von Einzelprodukten bestehen, zusammen durch die verschiedenen Maschinen geschickt, um dann schließlich zerlegt zu werden. Diese Vorgehensweise hat eine Reihe von Vorteilen sowie auch ein paar Schwierigkeiten, die es zu überwinden gilt.

Teil 2: Die Laminate und das Design

Da sich die Lieferketten inzwischen über mehrere Kontinente erstrecken, ist eine kurzfristige Rückkopplung sehr erschwert – wenn nicht unmöglich. Deshalb soll mit diesem Beitrag ein besseres Verständnis für die Zusammenhänge und Einflussfaktoren der Kosten in der Leiterplattenfertigung geweckt werden.

Nach rund zwanzig Jahren NTI-100-Berichten zieht der Autor eine Bilanz über die dramatischen globalen Veränderungen in der Leiterplattenproduktion in diesem Zeitabschnitt. Nach dem ,amerikanischen und japanischen Leiterplattenzeitalter‘ zeichnen sich unaufhaltsam immer mehr die Konturen des ,chinesischen Zeitalters‘ ab. Es ist eine Frage weniger Jahre, bis Chinas ständig wachsende PCB-Industrie alle übrigen Produktionsländer der Welt quantitativ überholt. Die weitere Frage ist, wann dies auch qualitativ erfolgt, denn ausländische Firmen wie auch die deutsche Schweizer AG stärken den Standort China mit neuen Investitionen in die Errichtung von High-Tech-Fertigungen.

A recent trend to reduce cost is the extension of processes to large manufacturing formats, called Panel Level Packaging (PLP). In a consortium of German partners from industry and research advanced technologies for PLP are developed. The project aims for an integrated process flow for 3D SIPs with chips embedded into an organic laminate matrix. At first 6x6 mm chips with Cu bumps (100 μm pitch) are placed into holes of a PCB core layer with low coefficient of thermal expansion (CTE). They are embedded by vacuum lamination of thin organic films, filling the small gap down to 15 μm between chips and core. The following process steps are described in detail below. The developments were initially carried out on a 305 x 256 mm panel format, with the aim of achieving a final size of 600 x 600 mm.//

Ein aktueller Trend zur Kostensenkung ist die Ausweitung von Packaging-Prozessen auf große Fertigungsformate, so genanntes Panel Level Packaging (PLP). In einem Projekt, das ein Konsortium aus deutschen Industrie- und Forschungspartnern vorantreibt, wurde ein integrierter Prozessablauf für 3D-SIPs mit Chips entwickelt, die in eine organische Laminatmatrix eingebettet sind. Zunächst werden 6x6 mm-Chips mit Cu-Bumps (100 μm Abstand) in Ausschnitte einer PCB-Kernschicht mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) eingebracht. Sie werden durch Vakuumkaschierung von dünnen organischen Schichten eingebettet, die den kleinen Spalt von bis zu 15 μm zwischen Chips und Kernschicht füllen. Die nachfolgenden Prozessschritte werden im Folgenden näher beschrieben. Die Entwicklungen wurden zunächst auf einem 305 x 256 mm-Plattenformat durchgeführt, mit dem Ziel einer Endgröße von 600 x 600 mm.

Diese Arbeit umfasst die Evaluation von fünf unterschiedlichen Ansätzen zur Herstellung von Vias in DCB-Substraten (Direct Copper Bonded). Durch den Einsatz eines Lasersystems wurden unterschiedliche Layouts der Vias in DCB-Substraten realisiert. Im nächsten Schritt wurden die Via-Löcher mit metallischen Materialien gefüllt, um eine elektrische Verbindung auszubilden. Hierbei wurden unterschiedliche Verfahren wie Schablonendrucken, Dispensen und mechanisches Pressen angewendet und ausgewertet. Die getesteten Füllmaterialien für die Vias waren Silberpasten, Kupferpasten und Kupfer-Rohrnieten. Ebenfalls wurden elektrische Simulationen durchgeführt und die Einflüsse der Via-Layouts auf die Stromdichteverteilung im DCB-Substrat untersucht. Die Ergebnisse zeigen eine Verbesserung der Stromdichteverteilung im Hochfrequenzbereich (1 GHz) durch eine Erhöhung der Via-Abstände, Via-Durchmesser sowie Via-Anzahl. Die Auswertung der praktischen Experimente zeigt, dass die Silberpaste, welche in Sackloch-Bohrungen mittels Dispensverfahren gefüllt wurde, die besten elektrischen Eigenschaften aufweist. Jedoch sind alle untersuchten Herstellungsmethoden und Materialien generell geeignet für die industrielle Umsetzung. Darüber hinaus stellen Vias in DCB-Substraten eine Basis für zukunftsorientierte Modulaufbauten wie beispielsweise drei-dimensionale Leistungsmodule, mehrschichtige DCB-Stapel und Embedding Konzepte für Wide-Bandgap (WBG) Bauelemente dar.//

This article includes the evaluation of five different approaches for the production of vias in DCB substrates (Direct Copper Bonded). By using a laser system, different layouts of vias in DCB substrates were realized. In the next step, the via holes were filled with metallic materials to form an electrical connection. Different processes such as stencil printing, dispensing and mechanical pressing were used and evaluated. The tested filling materials for the vias were silver pastes, copper pastes and copper tubular rivets. Electrical simulations were also carried out and the influences of the via layouts on the current density distribution in the DCB substrate were investigated. The results show an improvement in current density distribution in the high frequency range (1 GHz) by increasing via spacing, via diameter and via count. The evaluation of the practical experiments shows that the silver paste, which was filled into blind holes by dispensing, has the best electrical properties. However, all manufacturing methods and materials investigated are generally suitable for industrial application. In addition, vias in DCB substrates provide a basis for future-oriented module designs such as three-dimensional power modules, multilayer DCB stacks and embedding concepts for Wide-Bandgap (WBG) devices.

1544 Aussteller aus 44 Ländern und 44 000 Besucher aus 96 Ländern bilanzierte die productronica 2019. Sie hat sich damit erneut gesteigert und als Leitmesse für Entwicklung und Fertigung von Elektronik bestätigt. Eines der wichtigsten Kernthemen: Die Elektronikfertigung wird smart. Hier der 2. Teil der Neuheiten, die das PLUS-Team während der Messetage Mitte November zusammengetragen hat. Dr. Hayao Nakahara hat sich vor allem bei Ausstellern aus der Leiterplattenfertigung umgeschaut. Zu Beginn einige seiner Eindrücke aus dem Bereich Direct Imaging.

Panasonic plant Expositionsexperimente im Weltraum mit dem Ziel, hochmoderne elektronische Materialien für Luft- und Raumfahrtanwendungen zu entwickeln. Es geht um die Bereitstellung hochwertiger Materialien, die in der rauen Umgebung des Weltraums zuverlässig funktionieren. In den letzten Jahren hat die Luft- und Raumfahrtindustrie die Entwicklung von Weltraumtechnologien mit Blick auf die Lösung von Umwelt- und Sozialproblemen auf der Erde beschleunigt. Dazu zählen Vorhaben wie die umfassende Förderung bemannter Aktivitäten auf der Mondoberfläche und die Verbesserung von Diensten mit Satelliten in geringer Erdumlaufhöhe (low-earth-orbit satellites).
Der japanische Elektronikkonzern Panasonic Industry Co. Ltd. gab Ende Juni 2022 bekannt, dass er am Space Delivery Project – RETURN to EARTH – teilnimmt, welches von Space BD Inc. gefördert wird. 

Im Rahmen einer Graduierungsarbeit wurde ein System entwickelt, mit dem Convolutional Neural Networks (CNN) trainiert werden können, um in Röntgenaufnahmen elektronische Bauelemente sicher zu erkennen. Hierbei wird das Konzept des Transfer-Learning verwendet. Zur Erzeugung geeigneter Trainingsdatensätze wurde ein Verfahren entworfen. So konnten verschiedene Netzarchitekturen für die Bildklassifikation und Objektdetektion trainiert und evaluiert werden. Für das Transfer-Learning wurden frei verfügbare Modelle einer anderen Domäne verwendet. Die Ergebnisse zeigen, dass Transfer-Learning eine geeignete Methode zur Reduzierung des Aufwands (Zeit, Datenmenge) bei der Erstellung von Klassifizierungs- und Objektdetektor-Modellen ist. Die erstellten Modelle zeigen dabei eine hohe Genauigkeit bei der Klassifikation und Objektdetektion auch bei unbekannten Daten. Anwendungen, die mit der Auswertung radiografischer Aufnahmen elektronischer Baugruppen in Zusammenhang stehen, können so effektiver gestaltet werden. Teil 1 in diesem Heft führt in die Problematik ein und behandelt die Objekterkennung mittels neuronaler Netzwerke.

Eigentlich wollte ich ein weiteres technisches Thema in meiner Kolumne aufgreifen. Aber irgendwie gibt es da wenig Neues und Erfolgreiches zu berichten und zu betrachten. Und über die boomende Rüstungsindustrie wollte ich nun doch nicht schreiben – zumindestens nicht als Innovationskraft und Jobmotor.
Ein Engpass jagt den Nächsten. Wo ist hier der eigentliche Fehler? Zuallererst bei der Tatsache, dass die westliche Welt es geschafft hat, sich so enorm abhängig von China zu machen. Der Transfer von Technologie und Know-how nach China – zur Erhöhung der Profite – hat dazu geführt, dass inzwischen eine Wirtschaftsmacht außerhalb der westlichen Welt entstanden ist, die auch politisch eigene Wege geht. Taiwan ist inzwischen zum riskanten Spielball geworden – auf politischer wie auch auf wirtschaftlicher Ebene.

Am 29. September 2022 fand in Uetikon das traditionelle Leiterplattenseminar der Schweizerischen Gesellschaft für Oberflächentechnik (SGO-SST) statt. Die PLUS war vor Ort und sammelte Impressionen der Veranstaltung. Nach der Begrüßung von Peter Weber, Präsident des Verwaltungsrats der Zürichsee-Schifffahrtsgesellschaft und vormals Head of Technology von GS Swiss PCB, wagte Remo Fischer (Betriebsleitung Hofstetter PCB AG) eine Marktanalyse der europäischen Leiterplattenproduktion. Er berief sich dabei auf Zahlen des Vorjahres und auf aktuelle Erhebungen. Das Ranking der größten PCB-Hersteller überrascht dabei nicht: Würth (Deutschland), AT & S (Österreich) und KSG (Deutschland und Österreich) führten 2021 die Liste an, gefolgt von Schweizer Elektronik (Schweiz, Platz 4), Mektec (Deutschland, Platz 5), Unimicron (Deutschland, Platz 6), Elvia PCB (Frankreich, Platz 7) und Somacis (Italien, Platz 8). Auf Platz 9 und 10 finden sich wiederum Schweizer Firmen: Dyconex und GS Swiss PCB. Auch setzte sich 2021 der Trend fort, dass der Vertrieb von HDI-Leiterplatten wächst.

Wenn es um Investitionen in die Leiterplatte geht, ist Thailand gerade der heißeste Fleck auf Erden. Mit 23 neuen Leiterplattenwerken, die sich derzeit im Bau befinden bzw. bereits die Produktion aufgenommen haben, ist das Land dazu bestimmt, Südostasiens Zentrum der Leiterplattenproduktion zu werden. Aus diesem Grund hat Dr. Hayao Nakahara einen zusammenfassenden Bericht über die neuen Investoren in Thailand geschrieben – viele davon sind Leiterplattenhersteller aus Taiwan und China.
1. Einführung: Der Autor besuchte Thailand zum ersten Mal vor etwa 40 Jahren. Er erinnert sich nur schwach an diese Reise, außer an einen kurzen Besuch bei einem lokalen Leiterplattenhersteller: KCE (Konchoron Electronics). KCE stellte als erstes Unternehmen in Thailand durchkontaktierte Leiterplatten (PTH) her, damals nur doppelseitige Leiterplatten (DSB). Im Vergleich zu Leiterplattenfabriken, die der Autor aus den USA und Japan kannte, war KCE primitiv. Der Autor bezweifelte die Zukunft von KCE.

Bond-Drahtverbindungen, die in großer Stückzahl in Leistungshalbleitermodulen verbaut werden, müssen über mehrere Dekaden und unter hohen thermomechanischen Belastungen zuverlässig halten. Die Optimierung von Bond-Verbindungen wird derzeit mit statischen Pull- und Schertests realisiert. Hinweise auf die Langzeitzuverlässigkeit geben nur zeitaufwendige Lastwechseltests und Erfahrungswerte. Um diese Lücke zu schließen, wurde hier ein hoch beschleunigtes Prüfverfahren zur Lebensdauerbestimmung von Bond-Drahtverbindungen entwickelt und mit Hilfe eines state-of-the-art Bondtesters zu einem extrem schnellen automatischen Qualitätstest verwirklicht. Damit ist es in kürzester Zeit möglich, eine Abschätzung des Ermüdungsverhaltens von Bond-Drahtab- heber, zu bestimmen. //
Thick Al wire bonds are used in large scale in power semiconductor modules with a required fault-free and reliable performance of up to several decades under severe thermo-mechanical loading conditions. While the state of the art methods for qualification of the wire bonds are static pull or shear tests, time consuming active and passive thermal cycling of the entire mod- ules provide information about the lifetime and long term performance of the interconnects. In this paper a highly accelerated innovative procedure for lifetime assessment of wire bonds is presented, which has been realized by using a state of the art automatic bond tester. By reproducing wire bond lift-off, which is the predominant failure mode of power cycling, the devel- oped procedure provides lifetime data for a rapid eval- uation of the long term reliability of thick wire bonds.