DD235960A1

DD235960A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur steuerung einer zugbelastungsvorrichtung fuer bondstellen

Info

Publication number: DD235960A1
Application number: DD27479085A
Authority: DD
Inventors: Thomas Gruener; Peter Liebisch; Enrico Zahn
Original assignee: Grotewohl Boehlen Veb
Priority date: 1985-04-03
Filing date: 1985-04-03
Publication date: 1986-05-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltunganordnung zur Steuerung einer Zugbelastungsvorrichtung fuer Bondstellen, um deren Haftfestigkeit zu pruefen. Die Aufgabe der Erfindung zur Schaffung eines Steuerungsverfahrens mit einer elektronischen Schaltungsanordnung ist so geloest worden, dass die Spule in einer Belastungseinrichtung mit einer gesteuerten Stromquelle verbunden ist, die innerhalb der elektronischen Steuerung ein Messinstrument fuer den Spulenstrom und/oder eine Registriereinrichtung vorsieht. Diese gesteuerte Stromquelle gibt einen linear ansteigenden Strom an die Spule ab, wobei sich der Stromanstieg pro Zeiteinheit und der maximale Strom einstellen laesst und dass damit auch die Zugkraft und deren Maximalwert variabel einstellbar ist. Der Spulenstrom, der gleich ist der der Zugkraft proportionalen Groesse, wird an einem Messinstrument angezeigt oder registriert. Ein Drahtriss oder eine Bondstellenabloesung wird mittels einer Risslogik erkannt.

Description

Verfahren und Schaltungsanordnung zur Steuerung einer Zugbelastungsvorrichtung für Bondstellen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Zugbelastungsvorrichtung für Bondstellen, im besonderen hinsichtlich der Prüfung der Haftfestigkeit der Verbindung, wobei eine in mehreren Parametern einstellbare Belastungseinrichtung und eine registrierbare Meßwerterfassung vorgesehen ist,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Fertigung von Halbleiterbauelementen sind elektrisch leitende Verbindungen zwischen dem Chip und dem Systemträger herzustellen. Zur Kontaktierung der dazu verwendeten Drahtbrücken stehen mehrere Verbindungsverfahren bzw. Drahtbondtechnologien wie Thermokompressionsbonden oder Ultraschallbondtechnologien zur Verfügung, die die aus Golddraht oder anderem Material bestehenden Drahtbrücken auf dem Chip oder/ und dem Systemträger befestigen.

Solche Bondstellen sind im Fertigungsverfahren, stichprobenartig, auf ihre Haftfestigkeit zu überprüfen.

Eine solche Qualitätskontrolle erfolgt mittels einer aufwendigen und komplizierten Mechanik, deren Kraftübertragung

auf die Drahtbrücke mittels eines dort unterschobenen Hakens geschieht und durch eine nur ungenau dosierende Zugkraft oft zerstörend auf die Drahtbrücke wirkt* Andererseits aber erfolgt auch eine zerstörungsfreie Prüfung nicht durch den Abrißtest-, sondern zerstörungsfrei durch Schallemissionsanalyse.

Bei der mechanischen Belastungsprobe der Bondstellen, die äußerlich kompliziert aufgebaut sind, ist der Belastungswert nur ungenau bestimmbar und die erhaltenen Meßergebnisse für weitere Auswertungen sind nicht brauchbar oder stehen gar nicht zur Verfügung.

Vermißt werden hier elektrische Signale des Belastungswertes, die dann für weitere Auswertungen benötigt werden und weiterhin lassen sich auch deshalb die Paramter der Zugbelastung nur in geringen Grenzen einstellen.

Die bekannten mechanischen Anordnungen zur Ermittlung von Fehlkontaktierungen, wie Schaltwippen etc., sind auch, wenn diese, wie in der DD-PS 223 207 beschrieben, mit einem induktiven Näherungsschalter gekoppelt und können deshalb nicht befriedigen, weil lediglich eine Leiterunterbrechung als Drahtriß oder auch eine Fehlkontaktierung als elektrisches Signal erkennbar ist»

Neben einem mechanischen Verschleiß aller bewegten Teile ist noch eine ständige und genaue Einstellung aller Teile der Anordnung und die der mechanischen Spannung des Bonddrahtes notwendig, die hohe Anforderungen an die Einstellgenaüigkeiten stellen und die Gefahr des Auftretens von Fehlern vergrößern* '. - '

Die in der DE-AS 2 316 598 beschriebene Bondfehlerkontrolle durch Prüfen mittels elektrischen Kontakt zwischen Bonddraht

und den auf Masse liegenden Trägerstreifen beweist nicht die Haftfestigkeit der Verbindung, sondern sie gibt darüber Auskunft, daß die Kontakte selbst vorhanden sind, d. h., ob eine Fehlkontaktierung vorliegt oder nicht.

Kritisch betrachtet wird diese Methode aber deshalb, weil damit nur die ohnehin besser haltbaren Kontakte auf dem Trägerstreifen überprüft werden, aber die Prüfung der Chipkontäkte nicht möglich ist.

Eine Vervollkommnung solcher Verfahren wird auch in der DD-PS 152 659 mit einer Meßanordnung zur Ermittlung von Fehlkontaktierungen auf den Halbleiterchip und den Trägerstreifen schon bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen beschrieben. Die hierzu vorgeschlagene Kontrollschaltung erlaubt eine Prüfung der Kontaktstellen und ist parallel zum Bondprozeß durchführbar. Aber auch hier ist kein Aufschluß über die Festigkeit der Bondstellen erhaltbar, weil auch lose Kontaktstellen noch elektrisch leitend, nicht aber tatsächlich haltbar, Verbunden sind.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein störunempfindliches Meßverfahren für eine zerstörungsfreie Festigkeitsprüfung von Bond-_

stellen zu schaffen, um spätere Nachbesserungen und eine umfangreiche Mechanik und damit,Wartungs- und Kontrollarbeiten weitreichend zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

- Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Steuerungsanordnung für eine Zugbelastungsvorrichtung an Bond-

stellen zu schaffen, mit der in unkomplizierter Weise der Belastungswert als elektrisches Signal bereitgestellt wird und daß sich auch die Parameter der Zugbelastung variabel einstellen lassen.

- Merkmale der Erfindung ·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß fÜR#ein elektromagnetisches Zugbelastungssystem die Bereitstellung des Spulenstromes und für die Erkennung eines Drahtrisses oder eine Bondablösung eine elektronische Steuerung vorgesehen ist. , '

Eine Spule, die in einer Belastungsvorrichtung vorzusehen ist, wird an eine Stromquelle, die innerhalb einer elektronischen Steuerung mit einer Steuerlogik verbunden ist, angeschlossen, wobei diese Steuerung noch ein Meßinstrument für den Spulenstrom oder eine Registriereinrichtung vorsieht.

Die Zugkraft, die durch ein elektromagnetisches System erzeugt wird, soll mit der elektronischen Ansteuerung, die gleichzeitig eine der Zugkraft proportionale elektrische Größe bereitstellt, eingestellt werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand einer Zeichnung näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt die elektronische Steuerung mit einer gesteuerten Stromquelle 1, die mit einer Spule 2 Verbindung hat, der parallel ein Meß- und Anzeigeinstrument 6 und eine Registriereinrichtung 5 zugeschaltet ist, die so verbunden wird, daß zur Erkennung eines Bondstellenschadens der Spule 2 eine Rißlogik 4 nachgeorcTnet ist und die mit der Steuerlogik 3 die Stromquelle 1 zu deren Steuerung verbindet.

Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung und des Verfahrens ist folgende:

Eine gesteuerte Stromquelle 1 gibt einen linear ansteigenden Strom an eine Spule 2 ab, wobei sich der Anstieg des Stromes pro Zeiteinheit und der maximale Strom einstellen läßt. Damit 'ist es möglich, den Anstieg der Zugkraft in einer angeschlossenen Zugbelastungsvorrichtung mit Spule und Spulenkern pro Zeiteinheit sowie die maximal zu erreichende Zugkraft variabel einzustellen. Der Spulenstrom kann als der Zugkraft pro- portionale Größe an einem Meßinstrument 6 angezeigt oder einer Registriereinrichtung 5 zugeführt werden. Die Erkennung des Drahtrisses oder der Bondstellenablösung geschieht mit einer Rißlogik 4, die über Kontakte mit dem elektromagnetischen Belastungssystem verbunden ist.^

Bei intakter Drahtbrücke verändert sich die Lage des Kerns zur Spule in einer solchen Zugbelastungsvorrichtung bei ansteigendem Spulenstrom und damit mit der Zugbelastung nicht.

Fehlt die dem Spulenstrom entgegengerichtete Kraft durch Lösung der Bondstelle oder bei Drahtriß, wird, durch Bewegung des Spulenkerns in die Spule hinein und einer damit verbundenen Öffnung des Stromkreises, bewirkt, daß durch die Steuerlogik der Strom der Stromquelle konstant bleibt und die Zugkraft kann am Anzeigeinstrument 6 abgelesen werden.

Die Löschung des Anzeigewertes und das Zurücksetzen des Stromes auf den Ausgangswert sowie der Start der Belastung geschieht durch die Steuerlogik 3.

Claims

Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Steuerung einer Zugbelastungsvorrichtung für Bondstellen mittels Elektromagnetismus, der aus einer stromdurchflossenen Spule mit Kern gewonnen wird, gekennzeichnet dadurch, daß eine gesteuerte Stromquelle (,1) einen linear ansteigenden Strom an die Spule (2) der Belastungsvorrichtung abgibt und der Stromanstieg pro Zeiteinheit und der maximale Strom einstellbar ist und daß sich der Anstieg der Zugkraft in der Belastungsvorrichtung pro Zeiteinheit und die maximal zu erreichende Zugkraft variabel einstellen läßt und der Spulenstrom dann als eine der

Zugkraft proportionale Größe mittels Meßinstrument (6) angezeigt oder einer Registriereinrichtung (5) zugeführt wird und daß über einen Rißlogikbaustein (,4) eine Steuerlogik (3) angesteuert wird, die die Spule in der Vorrichtung mit ansteigendem Strom belastet und dieser Strom aus einer Stromquelle (1) über die Steuerlogik (3) dann konstant gehalten wird, wenn der Belastungswert sinkt, der dann als eine Größe der Zugkraft an einem Anzeigebaustein abgelesen werden kann.

2. Schaltungsanordnung zur Steuerung einer Zugbelastungsvorrichtung für Bondstellen, gekennzeichnet dadurch, daß die in einer elektronisch gesteuerten Belastungseinrichtung , vorgesehene Spule (2) mit einer Stromquelle (1), die einerseits mit einer Steuerlogik (3) und andererseits mit

einer Rißlogik (4) und der Steuerlogik (3) verbunden ist und daß der Spule (2) noch eine Registriereinrichtung (5) und ein Anzeigeinstrument (6) angeschlossen sind.

- Hierzu 1 Blatt Zeichnung -