BAMFIT – Accelerated Mechanical Fatigue Interconnect Test

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.