DE102013222345B4

DE102013222345B4 - Method and arrangement for determining the quality of a bonding wire

Info

Publication number: DE102013222345B4
Application number: DE102013222345.5A
Authority: DE
Inventors: Josef Sedlmair
Original assignee: F&K DELVOTEC SEMICONDUCTOR GmbH
Current assignee: F&S BONDTEC SEMICONDUCTOR GMBH, AT
Priority date: 2013-11-04
Filing date: 2013-11-04
Publication date: 2018-11-08
Anticipated expiration: 2033-11-05
Also published as: DE102013222345A1

Abstract

Verfahren zur Qualitätsbestimmung eines Bonddrahts im Rahmen einer Prüfung einer Drahtbondverbindung, bei dem ein Zughaken unter einer Bonddrahtbrücke der Drahtbondverbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Bondpad positioniert und im Eingriff mit dem Bonddraht von den Bondpads weg geführt wird, wobei
- ein erster Messwert der Höhe, Höhenwert, des Zughakens, bei dem auf den Zughaken ein erster vorbestimmter Kraftwert einwirkt, und mindestens ein zweiter Höhenwert des Zughakens, bei dem auf diesen ein zweiter Kraftwert einwirkt, erfasst und
- unter Verwendung des ersten und zweiten Höhenwertes ein erster und zweiter Längenwert des Bonddrahtes und
- aus dem ersten und zweiten Längenwert eine Dehnung des Bonddrahtes bestimmt wird.

A method for determining the quality of a bonding wire as part of a wire bonding test wherein a tow hook is positioned under a bond wire bridge of the wire bond between a first and a second bond pad and guided away from the bond pads in engagement with the bond wire;
a first measured value of the height, height value, of the towing hook, in which a first predetermined force value acts on the towing hook, and at least one second height value of the towing hook, in which a second force value acts thereon, and
using the first and second height values, a first and second length value of the bonding wire and
- From the first and second length value, an elongation of the bonding wire is determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Qualitätsbestimmung eines Bonddrahts, im Rahmen einer Prüfung einer Drahtbondverbindung, bei dem ein Zughaken unter einer Bonddrahtbrücke der Drahtbondverbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Bondpad positioniert und im Eingriff mit dem Bonddraht von den Bondpads weg geführt wird. Sie betrifft des Weiteren eine Anordnung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for determining the quality of a bonding wire, in the context of a test of a wire bond in which a towing hook is positioned under a bonding wire bridge of the wire bond between a first and a second bonding pad and guided away from the bond pads in engagement with the bonding wire. It further relates to an arrangement for carrying out such a method.

Verfahren und Anordnungen zur Prüfung einer Drahtbondverbindung dieser Art sind seit langem als sog. Pulltests bekannt und werden in der Praxis routinemäßig angewendet. Sie umfassen traditionell „manuelle“ Arbeitsschritte, bei denen ein Bediener bestimmte Größen - insbesondere Zielkoordinaten - direkt eingibt bzw. den Zughaken des Testkopfes per Handsteuerung zu seiner Eingriffsposition führt und unter den Bonddraht dreht.Methods and arrangements for testing a wirebond connection of this type have long been known as so-called pull tests and are routinely used in practice. They traditionally include "manual" work steps, in which an operator directly inputs certain variables-in particular target coordinates-or guides the test hook of the test head to its engagement position by hand control and turns it under the bonding wire.

Diese manuellen Verfahrensschritte sind umständlich, können individuellen Bedienfehlern unterliegen und ermöglichen - vor allem - keine reproduzierbaren Aussagen zur Qualität geprüfter Drahtbondverbindungen. Überdies geben sie dem Bediener relativ großen Spielraum bei der Ausführung des Testverfahrens, der es ihm ermöglicht, bekannte Schwachpunkte von Bondverbindungen gewissermaßen aus dem Fokus des Testverfahrens zu rücken und hierdurch mit den numerischen Testergebnissen eine hohe nominelle Qualität von Bondverbindungen zu untermauern, die dann aber im praktischen Einsatz unerwartet Qualitätsprobleme zeigen.These manual process steps are cumbersome, can be subject to individual operating errors and enable - above all - no reproducible statements on the quality of certified wire bonds. Moreover, they give the operator relatively great latitude in carrying out the test procedure, which enables him to put some of the focus of the test method on known weak points of bond connections and thereby substantiate a high nominal quality of bond connections with the numerical test results practical use unexpectedly show quality problems.

Vor einigen Jahren wurden daher, unter anderem durch die Firmengruppe der Anmelderin, Weiterentwicklungen des Pulltests im Sinne einer Automatisierung entwickelt und in die Praxis eingeführt; siehe hierzu unter anderem EP 1 333 263 A1 oder DE 10 2010 006 130 A1 .Some years ago, therefore, developments of the pull test in the sense of automation were developed and put into practice, inter alia by the applicant's group of companies. see, among other things EP 1 333 263 A1 or DE 10 2010 006 130 A1 ,

In der Praxis zeigt sich häufig, dass für die Herstellung zuverlässiger und langlebiger Drahtbondverbindungen bestimmte Kenntnisse über den verwendeten Bonddraht, und zwar in sehr spezieller Weise als Parameter einer konkret eingesetzten Drahtcharge, von Interesse sind. Hierzu zählt die Kenntnis der Dehnung des speziellen Bonddrahtes unter Last. Zur Bestimmung dieser Größe gibt es Standardverfahren, die auch im Rahmen von industriellen Drahtbondprozessen ausgeführt werden können. Die Durchführung dieser bekannten Verfahren stört allerdings nicht unerheblich den Prozessablauf und erfordert zusätzliche Prüf- und Handlingausrüstung.In practice, it is often found that for the production of reliable and durable wire bonds certain knowledge about the bonding wire used, in a very special way as a parameter of a particular wire batch used, are of interest. This includes the knowledge of the elongation of the special bonding wire under load. To determine this size, there are standard methods that can also be performed in the context of industrial Drahtbondprozessen. The implementation of these known methods, however, does not significantly affect the process flow and requires additional testing and handling equipment.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Qualitätsbestimmung eines Bonddrahts und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Anordnung anzugeben, welche störungsfrei in industrielle Drahtbondprozesse einzubetten und im Wesentlichen mit bekannten Drahtbondern zu realisieren sind.The invention is therefore based on the object of specifying an improved method for determining the quality of a bonding wire and an arrangement suitable for carrying out this method, which are embedded in industrial wire bonding processes without interference and can be realized essentially with known wire bonders.

Diese Aufgabe wird in ihrem Verfahrensaspekt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ihrem Vorrichtungsaspekt durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Zweckmäßige Fortbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.This object is achieved in its method aspect by a method having the features of claim 1 and its device aspect by an arrangement having the features of claim 14. Advantageous further developments of the inventive concept are the subject of the respective dependent claims.

Die Erfindung geht von der grundsätzlichen Überlegung aus, die Bestimmung von Qualitätsparametern eines Bonddrahts sowohl verfahrens- als auch vorrichtungsseitig an den bekannten Pulltest anzubinden. Sie schließt weiterhin den Gedanken ein, hierbei speziell eine Dehnung des Bonddrahts als wichtigen Qualitätsparameter zu bestimmen. Schließlich gehört zur Erfindung die Überlegung, dass ein erster Messwert der Höhe des Zughakens, bei dem auf den Zughaken ein erster vorbestimmter Kraftwert einwirkt, und mindestens ein zweiter Höhenwert des Zughakens, bei dem auf diesen ein zweiter Kraftwert einwirkt, erfasst und unter Verwendung des ersten und zweiten Höhenwertes ein erster und zweiter Längenwert des Bonddrahtes und aus dem ersten und zweiten Längenwert eine Dehnung des Bonddrahtes bestimmt wird.The invention is based on the fundamental consideration of binding the determination of quality parameters of a bonding wire both in terms of method and device to the known pull test. It further includes the idea of specifically determining an elongation of the bonding wire as an important quality parameter. Finally, the invention includes the consideration that a first measured value of the height of the towing hook, in which a first predetermined force value acts on the towing hook, and at least a second height value of the towing hook, in which a second force value acts thereon, are detected and using the first and second height value, a first and second length value of the bonding wire and from the first and second length value, an elongation of the bonding wire is determined.

Für dieses Verfahren kann im Wesentlichen ausschließlich die zur Durchführung des herkömmlichen Pulltests geschaffene Hardware genutzt werden, und es ist keine Verlagerung und Repositionierung des Werkstücks aus dem und zurück in den regulären Bondprozess erforderlich. Im Wesentlichen sind nur softwaremäßige Ergänzungen gegenüber der herkömmlichen Pulltest-Ausrüstung erforderlich, und die Kosten dieser softwaremäßigen Anpassung sind sehr überschaubar.For this method, essentially only the hardware created to perform the conventional pull test can be used, and no relocation and repositioning of the workpiece from and back to the regular bonding process is required. Essentially, only software additions to traditional pull-test equipment are required, and the cost of this software customization is very manageable.

In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird der Zughaken derart positioniert, dass ein erster Winkel zwischen der Ebene des ersten Bondpads und der Verbindungslinie zwischen dem dortigen Fixierungspunkt des Bonddrahtes und dem Eingriffspunkt in einer vorbestimmten Relation zu einem zweiten Winkel zwischen der Ebene des zweiten Bondpads und der Verbindungslinie zwischen dem dortigen Fixierungspunkt des Bonddrahtes und dem Eingriffspunkt steht. Insbesondere bei Wedge-Wedge-Bondverbindungen ist der erste Winkel im Wesentlichen gleich dem zweiten Winkel. Bei andersartigen Bondverbindungen, etwa vom Ball-Wedge-Typ, werden aufgrund eines anderen Verlaufes des Bonddrahtes in der unmittelbaren Nachbarschaft seiner Fixierungspunkte andere geeignete Winkel-Relationen eingestellt. Der erste Zugkraftwert wird derart vorbestimmt, dass die Verbindungslinien zwischen den Fixierungspunkten auf dem ersten und zweiten Bondpad und dem Eingriffspunkt des Zughakens Geraden sind. In einer Ausgestaltung der erwähnten Ausführung wird der erste Zugkraftwert als ein minimaler Wert vorbestimmt, bei dem die Verbindungslinien sich von gekrümmten Linien zu Geraden gestreckt haben.In a first embodiment of the invention, the towing hook is positioned such that a first angle between the plane of the first bonding pad and the connecting line between the local fixing point of the bonding wire and the engagement point in a predetermined relation to a second angle between the plane of the second bonding pad and the Connecting line between the local fixing point of the bonding wire and the point of engagement is. Especially in wedge-wedge bonding, the first angle is substantially equal to the second angle. In other types of bond connections, such as the ball-wedge type, other suitable angle relationships are set in the immediate vicinity of its fixing points due to a different course of the bonding wire. The first traction value becomes such predetermined that the connecting lines between the fixing points on the first and second bonding pads and the engagement point of the towing hook are straight. In one embodiment of the mentioned embodiment, the first draft value is predetermined as a minimum value at which the connecting lines have stretched from curved lines to straight lines.

In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung der Erfindung wird als zweiter vorbestimmter Zugkraftwert derjenige benutzt, bei dem die Drahtbondverbindung zerstört wird, oder es wird ein um ein definiertes Dekrement geringerer Betrag benutzt. Spezieller wird der Zugkraftwert, bei dem die Drahtbondverbindung zerstört wird, in einer dem Verfahren vorgeschalteten Vorprüfphase in der gleichen Messanordnung an einer typgleichen Drahtbondverbindung experimentell ermittelt. Es wird also im Grunde ein herkömmlicher und üblicherweise ohnehin ausgeführter Pulltest dazu genutzt, den einen der beiden für das vorgeschlagene Verfahren relevanten Zugkraftwerte zu bestimmen.In a further expedient embodiment of the invention, the second predetermined tensile force value used is the one in which the wire bond connection is destroyed, or a smaller amount is used by a defined decrement. More specifically, the tensile force value at which the wire bond is destroyed is determined experimentally in a pre-test phase preceding the process in the same measuring arrangement on a wire bond of the same type. Thus, a conventional pull pull test, which is usually carried out anyway, is used to determine one of the two pull force values relevant to the proposed method.

In einer weiteren Ausgestaltung werden mehr als zwei Höhenwerte bei jeweils einem vorbestimmten Zugkraftwert erfasst und zur Berechnung von mehr als zwei Längenwerten des Zugdrahtes benutzt, und aus den mehreren zugkraftabhängigen Längenwerten wird ein Dehnungs-Zugkraft-Diagramm des Bonddrahtes bestimmt. Ein solches Dehnungs-Zugkraft-Diagramm hat natürlich eine gegenüber einem einzelnen Dehnungswert verbesserte Aussagekraft und kann daher für die Anwender von Wert sein.In a further embodiment, more than two height values are respectively detected at a predetermined tensile force value and used to calculate more than two length values of the puller wire, and from the plurality of traction-force-dependent length values, an elongation-tensile force diagram of the bonding wire is determined. Of course, such an elongation-strain diagram has an improved value compared to a single strain value and may therefore be of value to the users.

In einer weiteren Ausführung wird jeder Höhenwert des Zughakens mittels eines dem Zughaken in einem Zugtestkopf zugeordneten Höhenmaßstabs bestimmt, wobei insbesondere eine Z-Koordinate des ersten und/oder zweiten Bondpads als Korrekturgröße verarbeitet wird. Grundsätzlich können die relevanten Höhenwerte des Zughakens auch mittels einer seitlich auf die Drahtbondverbindung ausgerichteten Kamera erfasst werden, und die Wahl der konkreten Ausführung wird von Details des eingesetzten Pulltest-Verfahrens, insbesondere der Einstellung einer dort vorgesehenen Kamera, abhängen. Die vorgesehene Verarbeitung von Höhenkoordinaten (Z-Koordinaten) der Bondpads ist vor allem dann zielführend, wenn diese bei speziellen Bondverbindungen unterschiedliches Höhenniveau haben.In a further embodiment, each height value of the towing hook is determined by means of a height scale associated with the towing hook in a tensile test head, wherein in particular a Z coordinate of the first and / or second bond pad is processed as a correction variable. In principle, the relevant height values of the towing hook can also be detected by means of a camera aligned laterally on the wire bond connection, and the choice of the specific embodiment will depend on details of the pull test method used, in particular the setting of a camera provided there. The intended processing of height coordinates (Z coordinates) of the bond pads is especially useful if they have different height levels for special bond connections.

In einer weiter oben grundsätzlich bereits angesprochenen Ausführung mit Kamerabild-Auswertung werden die Fixierungspunkte auf dem ersten und zweiten Bondpad und der Eingriffspunkt des Zughakens mittels einer die Bonddrahtbrücke abbildenden Kamera optisch erfasst. Das Kamerabild wird zur Bestimmung des ersten und zweiten Höhenwertes und optional weiterer Höhenwerte und/oder zur Ausführung einer Korrektur mindestens eines Längenwertes des Bonddrahtes aufgrund eines nicht geradlinigen Verlaufs mindestens einer der Verbindungslinien benutzt. Speziell lässt sich eine Verfälschung des beim ersten Zugkraftwert an einem Höhenmaßstab des Zugtestkopfes gemessenen Höhenwertes durch eine nicht hinreichend „gestreckte“ Bonddrahtbrücke aufgrund der abgebildeten Konfiguration der Bonddrahtbrücke ohne Weiteres herausrechnen und somit ein berichtigter erster Längenwert des Bonddrahtes bereitstellen.In an embodiment already discussed above with camera image evaluation, the fixing points on the first and second bonding pads and the engagement point of the towing hook are optically detected by means of a camera imaging the bonding wire bridge. The camera image is used for determining the first and second height values and optionally further height values and / or for performing a correction of at least one length value of the bonding wire due to a non-rectilinear course of at least one of the connecting lines. Specifically, a corruption of the height value measured at the first tensile force value at a height scale of the tensile test head can be easily calculated by an insufficiently "stretched" bond wire bridge due to the depicted configuration of the bond wire bridge, thus providing an adjusted first length value of the bond wire.

Eine weitere Korrekturmöglichkeit ergibt sich dadurch, dass eine Differenz aus dem ersten Längenwert, bestimmt aus dem ersten Höhenwert des Zughakens, und dem zweiten Längenwert, bestimmt aus dem zweiten Höhenwert des Zughakens, einer Schwellwertdiskriminierung zur Plausibilitätsprüfung unterzogen wird. Speziell eine besonders ungünstige Anfangs-Positionierung des Zughakens bezüglich des Längsverlaufes der Bonddrahtbrücke kann zu Messwerten führen, die letztlich gravierend unkorrekte Dehnungswerte ergeben würden; hier hilft die Schwellwertdiskriminierung anhand vernünftigerweise zu erwartender Längendifferenzen (oder auch realistischer Dehnungswerte des verwendeten Bonddrahttyps).A further possibility for correction results from subjecting a difference from the first length value, determined from the first height value of the towing hook, and the second length value, determined from the second height value of the towing hook, to a threshold value discrimination for plausibility checking. Especially a particularly unfavorable initial positioning of the towing hook with respect to the longitudinal course of the bonding wire bridge can lead to measured values which would ultimately result in seriously incorrect strain values; Here, the threshold discrimination helps on the basis of reasonably expected length differences (or even realistic strain values of the bonding wire type used).

Zur Vermeidung von Fehlern der hier angesprochenen Art dient in einer weiteren Ausführung eine geeignete Start-Positionierung des Zughakens bezüglich der Bonddrahtbrücke anhand von Kamerabildern. Hilfreich ist speziell eine Verarbeitung eines vor Einwirkung einer Zugkraft gewonnenen Kamerabildes der Bonddrahtbrücke zur angenäherten prädiktiven Ermittlung eines Verlaufes der durch Einwirkung einer vorbestimmten Zugkraft deformierten Bonddrahtbrücke, der einen ersten linearen Abschnitt zwischen dem ersten Bondpad und einem Scheitelpunkt und einen zweiten linearen Abschnitt zwischen dem Scheitelpunkt und dem zweiten Bondpad umfasst. Hierbei steht ein erster Winkel zwischen der Ebene des ersten Bondpads und der Verbindungslinie zwischen dem dortigen Fixierungspunkt des Bonddrahtes und dem Scheitelpunkt in einer vorbestimmten Relation zu einem zweiten Winkel zwischen der Ebene des zweiten Bondpads und der Verbindungslinie zwischen dem dortigen Fixierungspunkt des Bonddrahtes und dem Eingriffspunkt. Der Zughaken wird zu einem Punkt unter dem Bonddraht geführt, dessen Koordinatenwert auf einer die Fixierungspunkte auf dem ersten und zweiten Bondpad verbindenden Achse dem Koordinatenwert des Scheitelpunktes des prädiktiv ermittelten Verlaufes entspricht. Dies ist der optimale Startpunkt für die Ausführung des Pulltests und ebenso ein geeigneter Ausgangspunkt für die Bestimmung der Dehnung des Bonddrahtes.To avoid errors of the type discussed here, in a further embodiment, a suitable start positioning of the towing hook with respect to the bonding wire bridge is based on camera images. Particularly helpful is a processing of a camera image of the bond wire bridge obtained before the action of a tensile force for the approximate predictive determination of a course of the bond wire bridge deformed by the action of a predetermined tensile force, comprising a first linear section between the first bond pad and a vertex and a second linear section between the vertex and the second bonding pad. Here, a first angle between the plane of the first bonding pad and the connecting line between the local fixing point of the bonding wire and the vertex is in a predetermined relation to a second angle between the plane of the second bonding pad and the connecting line between the local fixing point of the bonding wire and the point of engagement. The towing hook is guided to a point below the bonding wire whose coordinate value on an axis connecting the fixing points on the first and second bonding pads corresponds to the coordinate value of the vertex of the predictively determined profile. This is the optimal starting point for performing the pull test and also a suitable starting point for determining the elongation of the bonding wire.

Eine Anordnung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens umfasst neben an sich bekannten Komponenten eines Zugtestkopfes (Pulltesters) unter Funktionsaspekten
eine mit der Einrichtung zur Voreinstellung oder Messung der Zugkraft eingangsseitig verbundenen Höhenmessungs-Auslöseeinrichtung zur Auslösung einer Höhenerfassung des Eingriffspunktes bei einem vorbestimmten Zugkraftwert,
einen Höhenwert-Speicher zur Speicherung einer Mehrzahl erfasster Höhenwerte, insbesondere jeweils in Zuordnung zu einem zugehörigen Zugkraftwert,
eine Drahtlängen-Berechnungseinrichtung zur Berechnung von Drahtlängen-Werten unter Nutzung der gespeicherten Höhenwerte sowie einer vorgespeicherten oder aktuell erfassten geometrischen Konfiguration der Bonddrahtbrücke, insbesondere einer Dreieckskonfiguration zwischen dem Fixierungspunkt des Bonddrahtes auf dem ersten Bondpad, der Eingriffsposition des Zughakens mit der Bonddrahtbrücke und dem Fixierungspunkt des Zughakens auf dem zweiten Bondpad,
eine Drahtlängen-Speichereinrichtung zur Speicherung mehrerer berechneter Drahtlängen und
eine Dehnungs-Berechnungseinrichtung zur Berechnung einer Bonddraht-Dehnung aufgrund der gespeicherten Bonddraht-Längenwerte. An arrangement for carrying out the proposed method comprises, in addition to known components of a tensile test head (pull tester), functional aspects
a height measurement triggering device connected on the input side to the means for presetting or measuring the tensile force for triggering a height detection of the engagement point at a predetermined tensile force value,
a height value memory for storing a plurality of detected height values, in particular in each case in association with an associated tensile force value,
a wire length calculating device for calculating wire length values using the stored height values and a pre-stored or currently detected geometric configuration of the bonding wire bridge, in particular a triangle configuration between the fixing point of the bonding wire on the first bonding pad, the engagement position of the pull hook with the bonding wire bridge and the fixing point of the Tow hook on the second bondpad,
a wire length memory device for storing a plurality of calculated wire lengths and
a strain calculating device for calculating a bonding wire strain due to the stored bonding wire length values.

Die hier erwähnten Funktionseinheiten sind selbstverständlich nicht sämtlich und in der Praxis auch nur zu einem geringen Teil als Hardware zu implementieren, sondern typischerweise Softwarekomponenten, und sie können in wesentlichen Teilen mit Standard-Software implementiert werden.The functional units mentioned here are, of course, not all and in practice only to a small extent implemented as hardware, but typically software components, and they can be implemented in substantial parts with standard software.

In der unter Verfahrensaspekten bereits angesprochenen Ausführung, bei der Kamerabilder ausgewertet werden, umfasst die Anordnung
eine Kamera zur Aufnahme von Bildern der Drahtbondverbindung, welche derart ausgebildet und, insbesondere am Zugtestkopf, platziert ist, dass der geometrische Verlauf der Bonddrahtbrücke und die Fixierungspunkte des Bonddrahts auf einem ersten und zweiten Bondpad in Kamerabildern erkennbar sind, und
eine Bildverarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung des Kamerabildes zur Bestimmung des Höhenwertes der Eingriffsposition des Zughakens und/oder der geometrischen Konfiguration der Bonddrahtbrücke,
wobei die Kamera und Bildverarbeitungseinrichtung als Höhenerfassungseinrichtung wirken und ausgangsseitig mit der Höhenwert-Speichereinheit verbunden sind und/oder die Kamera und Bildverarbeitungseinrichtung zur Bestimmung der geometrischen Konfiguration der Bonddrahtbrücke dienen und ausgangsseitig mit der Längenberechnungseinheit verbunden sind.In the embodiment already mentioned under method aspects, in which camera images are evaluated, the arrangement comprises
a camera for taking images of the wire bond, which is designed and placed, in particular on the tensile test head, that the geometric shape of the bonding wire bridge and the fixing points of the bonding wire on a first and second bonding pad in camera images are recognizable, and
an image processing device for processing the camera image for determining the height value of the engagement position of the towing hook and / or the geometric configuration of the bonding wire bridge,
wherein the camera and image processing device act as a height detection device and are connected on the output side to the height value memory unit and / or the camera and image processing device are used to determine the geometric configuration of the bonding wire bridge and are connected on the output side to the length calculation unit.

In einer Ausgestaltung der letztgenannten Ausführung umfasst die Anordnung eine Bild- und Koordinatenspeichereinrichtung zur Speicherung aufgenommener Kamerabilder in Zuordnung zu hieraus bestimmten Höhenwerten des Zughakens, ausgebildet insbesondere zur Speicherung einer geordneten Menge von Kamerabildern und zugeordneten Höhenwerten, und eine der Längenberechnungseinheit und/oder der Dehnungs-Berechnungseinrichtung zugeordnete Korrekturstufe zur Korrektur-Verarbeitung von Drahtlängen-Rohwerten oder Dehnungs-Rohwerten aufgrund gespeicherter Kamerabilder der Bonddrahtbrücke.In one embodiment of the last-mentioned embodiment, the arrangement comprises an image and coordinate storage device for storing recorded camera images in association with height values of the pull hook determined therefrom, designed in particular for storing an ordered set of camera images and associated height values, and one of the length calculation unit and / or the stretch calculation unit. Calculation device associated correction stage for correction processing of wire length raw values or strain raw values due to stored camera images of the bonding wire bridge.

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Anordnung eine Bondpad-Höhenbestimmungseinrichtung zur Erfassung der Z-Koordinate des ersten und zweiten Bondpads, welche insbesondere durch einen Bauelementkoordinaten-Eingabeabschnitt einer Bondprogrammsteuereinrichtung oder die bereits erwähnte Kamera im Zusammenwirken mit einem dedizierten Abschnitt der nachgeordneten Bildverarbeitungseinrichtung realisiert und ausgangsseitig mit der Längenberechnungseinheit verbunden ist.In a further refinement, the arrangement comprises a bond pad height determination device for detecting the Z coordinate of the first and second bond pads, which is realized in particular by a component coordinate input section of a bond program control device or the already mentioned camera in cooperation with a dedicated section of the downstream image processing device and on the output side the length calculation unit is connected.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Höhenerfassungseinrichtung eine Höhenwert-Skala am Zugtestkopf auf, die insbesondere einen digitalen Ausgang zur Ausgabe aktueller Höhenwerte des Zughakens aufweist, wobei der Höhenwert-Speicher insbesondere mit dem digitalen Ausgang der Höhenwert-Skala signalmäßig verbunden ist.In another embodiment, the height detection device has a height value scale on the tensile test head, which in particular has a digital output for outputting current height values of the towing hook, wherein the height value memory is signal-connected in particular to the digital output of the height value scale.

In einer weiteren Ausführung ist eingangsseitig der Dehnungs-Berechnungseinrichtung eine Längendifferenz-Vergleichereinheit zur Schwellwert-Diskriminierung einer aus gespeicherten Längenwerten ermittelten scheinbaren Längendifferenz des Bonddrahtes anhand mindestens eines vorgespeicherten Vergleichswertes vorgesehen.In a further embodiment, on the input side of the strain calculation device, a length difference comparison unit is provided for threshold discrimination of an apparent length difference of the bonding wire determined from stored length values on the basis of at least one prestored comparison value.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im Übrigen aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren. Von diesen zeigen:

1 eine geometrische Darstellung zur Verdeutlichung des Bonddrahtverlaufes und der vektoriellen Zugkraftzerlegung bei Pulltest-Verfahren zur Qualitätsbestimmung von Drahtbondverbindungen,
2 ein Funktions-Blockdiagramm eines automatischen Pulltesters,
3 eine perspektivische Ansicht eines Pulltesters,
4 ein Funktions-Blockdiagramm einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung und
5A und 5B schematische Darstellungen von Abwandlungen der in 4 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung.

Incidentally, advantages and expediencies of the invention emerge from the following description with reference to the figures. From these show:

1 a geometric representation to illustrate the bonding wire course and the vector tensile strain decomposition in pull test method for determining the quality of wire bonds,
2 a functional block diagram of an automatic pull tester,
3 a perspective view of a pull tester,
4 a functional block diagram of an embodiment of the inventive arrangement and
5A and 5B schematic representations of modifications of in 4 shown embodiment of the arrangement according to the invention.

1 zeigt schematisch die Winkel- und Kräfteverhältnisse bei einer symmetrischen Bondverbindung zwischen einem ersten Fixierungspunkt P1 auf einem Halbleiterchip C und einem zweiten, nahezu auf gleicher Höhe liegenden Fixierungspunkt P2 auf einem Substrat S. 1 schematically shows the angular and force relationships in a symmetrical bond between a first fixation point P1 on a semiconductor chip C and a second, almost at the same level fixation point P2 on a substrate S ,

Bekanntlich sind Pullwerte nur dann als Qualitätswert aussagekräftig, wenn sie auch wirklich miteinander vergleichbar sind. Das bezieht sich vor allem auf die Geometrie des Bonddrahtes, die die tatsächliche, am Bond wirksame Kraft unter widrigen Umständen gewaltig von der an der Drahtbrücke ausgeübten Pullkraft verfälscht. Die elementare Regel aus dem Kräfteparallelogramm besagt, dass nur dann, wenn der Draht an beiden Bondstellen mit der Bondpad-Ebene einen Neigungswinkel von 30° einschließt, die gemessene Zugkraft gleich der an jeder Bondstelle wirkenden Kraft ist. Nur bei diesem Drahtwinkel misst man also die „wahre“ Pullkraft.As is well known, pull values are meaningful only as a quality value if they are really comparable. This applies in particular to the geometry of the bonding wire, which falsifies the actual force acting on the bond under adverse circumstances enormously by the pull force exerted on the wire bridge. The elementary rule from the force parallelogram states that only if the wire includes an angle of inclination of 30 ° at both bond points with the bondpad plane, the measured tensile force is equal to the force acting on each bond point. Only at this wire angle is it possible to measure the "true" pull force.

Wie sich aus 1 leicht ersehen lässt, hängen scheinbare und tatsächliche Pullkräfte über eine Sinusfunktion des Neigungswinkels zusammen. Bei steileren Loops steigen die gemessenen Pullwerte maßvoll, bei flacheren Loops schrumpfen sie - aber bedeutend drastischer. Die am Haken gemessene Zugkraft muss dann mit dem Korrekturfaktor multipliziert werden, um die tatsächlich am Bond wirksame Kraft zu erhalten.As it turned out 1 can easily be seen, apparent and actual pull forces are related by a sine function of the tilt angle. For steeper loops, the measured pull values increase moderately, but at lower loops they shrink - but much more drastically. The tensile force measured on the hook must then be multiplied by the correction factor to obtain the force actually acting on the bond.

Damit erfüllen flachere Loops aber häufig die geforderte Spezifikation nicht, obwohl sie eigentlich völlig korrekt gebondet sind. Dies wiederum führt zu einer weiteren, sehr unerfreulichen Konsequenz, wenn nämlich der Operator versucht, durch höhere Bondparameter einen besseren Bond zu erzwingen: Der Bond wird dann oft genug überbondet, und das Risiko von Frühausfällen durch Heelbrüche steigt dramatisch an. Die korrigierten, also normierten Pullwerte, die mit einem automatischen Pulltester des weiter unten erläuterten Aufbaus ermittelt werden, machen die Qualitätswerte von unterschiedlichen Schaltungen viel besser vergleichbar und lassen damit auch genauere Rückschlüsse auf Oberflächenqualitäten, Drahteinflüsse u.v.m. zu.However, flatter loops often do not meet the required specification, even though they are actually perfectly bonded. This in turn leads to another, very unpleasant consequence, namely, when the operator tries to force a better bond by higher bond parameters: the bond is then overbonded often enough, and the risk of early failures due to heel breaks increases dramatically. The corrected, ie standardized, pull values, which are determined with an automatic pull tester of the construction explained below, make the quality values of different circuits much easier to compare and thus also allow more accurate conclusions on surface qualities, wire influences and the like. to.

Der automatische Pulltester schließt Verfälschungen des Messwerts durch falsch platzierten Pullhaken zuverlässig aus, indem immer die gleiche vorgegebene Position angefahren wird. Dies ist vorteilhaft, um unabsichtliche Schwankungen zu vermeiden und konstantere Resultate zu erzielen. Es ist aber noch wichtiger, um absichtlich herbeigeführte Schwankungen zu verhindern - beispielsweise ist bei Hybridschaltungen auf Dickschicht-Keramiken sehr wohl bekannt, dass der zweite Bond (auf dem Substrat) häufig viel schlechter ist als derjenige auf dem Chip, weil die Dickschichtpasten insgesamt schlechter bondbar sind. Ein geschickter Bediener kann also schlechter bondbare Substrate ohne Mühe kaschieren und Testwerte „nach Wunsch“ erzeugen. Besonders hervorzuheben ist hier, dass der automatische Pulltester keinen unbemerkten Bedienereingriff zulässt, weil er die genauen tatsächlich verwendeten Testkoordinaten sowie Datum und Uhrzeit mitprotokolliert. Sollte also ein Bediener den Automatikmodus unterbrechen, um die Hakenposition manuell zu verändern, so fällt dies schon an der Pause zwischen den Messungen auf, und erst recht an den protokollierten Hakenpositionen.The automatic pull tester reliably eliminates the misinterpretation of the measured value by incorrectly placed pull hooks by always approaching the same preset position. This is advantageous in order to avoid unintended fluctuations and to achieve more constant results. But it is even more important to prevent deliberately induced variations - for example, in hybrid circuits on thick film ceramics, it is well known that the second bond (on the substrate) is often much worse than that on the chip because the thick film pastes are generally less bondable are. A skilled operator can thus laminate less bondable substrates without difficulty and produce test values "as desired". Particularly noteworthy here is that the automatic pull tester does not allow unnoticed operator intervention, because he also logs the exact actually used test coordinates and date and time. Thus, if an operator breaks the automatic mode to manually change the hook position, then this is already noticeable at the interval between the measurements, and certainly at the logged hook positions.

Übrigens ist die geschilderte Manipulation bei Ball-Wedge-Bonds noch wichtiger als bei den in der Abbildung gezeigten Wedge-Wedge-Bonds. Letztere sind bezüglich des Bondfußes symmetrisch, da der Draht ja sowohl beim Source- wie auch beim Destination-Bond flach aufliegt. Beim Ball-Wedge-Bond hingegen steigt der Draht aus dem 1. Bond senkrecht nach oben und liegt nur beim 2. Bond auf der Seite auf. Damit ist die Drahtbrücke von sich aus nicht symmetrisch und verlangt schon im Prinzip eine Messposition etwas außerhalb der Mitte, näher zum 1. Bond hin. Für die genannte Situation bei Dickschichthybriden kommt hier noch erschwerend hinzu, dass der 2. Bond bei Ball-Wedge-Bonds, der sog. Fishtail oder Halbmondbond, in sich schon weniger stabil ist als der erste Bond. Dies ist dem Verfahren geschuldet und verschlimmert sich noch bei Qualitätsmängeln an der Bondstelle des zweiten Bonds, so dass der Anreiz zu manipulierenden Eingriffen noch deutlich ansteigt.Incidentally, the described manipulation of ball wedge bonds is even more important than the wedge wedge bonds shown in the figure. The latter are symmetrical with respect to the bond foot, since the wire lies flat on both the source and the destination bond. In the case of the ball wedge bond, however, the wire rises out of the 1 , Bond vertically upwards and is only at 2 , Bond on the side up. Thus, the wire bridge is not symmetrical in itself and requires in principle a measuring position just outside the center, closer to 1 , Bond. For the situation mentioned in thick-film hybrids comes here even more aggravating that the 2 , Bond in ball wedge bonds, the so-called fishtail or half moon bond, is already less stable in itself than the first bond. This is due to the process and worsens even in case of quality defects at the bond of the second bond, so that the incentive to be manipulated interventions still increases significantly.

Der Vollständigkeit halber ist hier noch anzumerken, dass bei Bonds mit solchen Höhenunterschieden die richtige Messposition nicht in der Mitte des Drahts liegt, sondern näher zur höheren Seite hin, damit die Winkel Θ₁ und Θ₂ gleich sind. Bei der Programmierung des Pulltesters kann das mühelos berücksichtigt werden, weil die Stufenhöhe H des Bonds entweder von vornherein bekannt ist oder leicht mit dem Tester selbst ausgemessen werden kann, denn der Pullhaken hat eine Touchdown-Funktion zur Messung der Höhen von Substrat und Chip.For the sake of completeness, it should be noted here that for bonds with such height differences, the correct measurement position is not in the middle of the wire, but closer to the higher side, so that the angles Θ ₁ and Θ _{2 are the} same. This can easily be taken into account when programming the pull tester, because the step height H of the bond is either known from the outset or can easily be measured with the tester himself, because the pull hook has a touchdown function for measuring the heights of substrate and chip.

Der automatische Pulltester zeigt in einer praktisch eingesetzten Version bei der Auswertung drei Pullwerte an: erstens den tatsächlich gemessenen, also den Rohwert, sodann zwei korrigierte Pullwerte für den ersten und den zweiten Bond. Sie werden ein-fach ermittelt, indem mit der bekannten Hakenposition und der gemessenen Testhöhe die beiden Drahtwinkel an Source und Destination und daraus die beiden Pullkräfte errechnet werden. Im Idealfall - wenn also die Hakenposition korrekt gewählt wurde und daher die beiden Winkel gleich sind, sind auch die beiden Pullkräfte gleich.The automatic pull tester displays three pull values during evaluation in a practically used version: first, the actually measured, ie the raw value, then two corrected pull values for the first and the second bond. They are determined one-fold by using the known hook position and the measured test height to calculate the two wire angles at source and destination and from this the two pull forces. Ideally - so if the hook position is selected correctly and therefore the two angles are the same, the two pull forces are the same.

Wenn sie nicht gleich sind, so lässt sich auch diese Messung als Regelkreis ausnutzen: der Tester kann dann von sich aus vorschlagen, beim nächsten Bond die Hakenposition entsprechend zu verändern. Das macht natürlich nur Sinn, wenn die Drähte auch einigermaßen geometrisch ähnlich sind.If they are not equal, this measurement can also be used as a control loop: the tester can then propose himself to change the hook position accordingly at the next bond. Of course this only makes sense if the wires are also somewhat geometrically similar.

2 zeigt als Funktions-Blockdiagramm eine Qualitätsprüfanordnung 1 (weiter oben auch abgekürzt als „Pulltester“ bezeichnet) zur Prüfung einer Bonddrahtbrücke W zwischen einem ersten Fixierungspunkt P1 auf einem Halbleiterchip C und zweiten Fixierungspunkt P2 auf einem Substrat S. Die Anordnung 1 umfasst einen Zughaken 2, der über eine Positions- und Winkelsteuereinrichtung 3 sowohl in der XY-Ebene als auch in der Höhe zur Einstellung einer Eingriffsposition unter der Bonddrahtbrücke W verfahrbar und drehbar ist. Der Zughaken 2 ist mit einer Kraftmesseinrichtung 4 gekoppelt, die fortlaufend die wirksame Zugkraft registriert, die sich aus der durch eine Pull-Einheit 5 bereitgestellten Zugkraft unter dem Einfluss der Drahtverformung ergibt. 2 shows as a functional block diagram a quality test arrangement 1 (also abbreviated above as "pull tester") for testing a bonding wire bridge W between a first fixation point P1 on a semiconductor chip C and second fixation point P2 on a substrate S , The order 1 includes a tow hook 2 , via a position and angle control device 3 both in the XY plane and in the height for setting an engagement position under the bonding wire bridge W is movable and rotatable. The tow hook 2 is with a force measuring device 4 coupled, which continuously registers the effective traction resulting from the pull unit 5 provided tensile force under the influence of wire deformation.

Die Bonddrahtbrücke W und deren Fixierungspunkte sowie die Umgebung werden durch eine Kamera 6 beobachtet, deren Kamerabilder einer Bildverarbeitungseinheit 7 zugeführt werden. Die Bildverarbeitungseinheit 7 wiederum ist ausgangsseitig mit der Zughaken-Steuereinrichtung 3 und des Weiteren (wie auch die Zughaken-Steuereinrichtung selbst) mit einer Bild- und Koordinatenspeichereinrichtung 8 verbunden, in der aufgenommene Kamerabilder der Drahtbondanordnung in Zuordnung zu bei deren Test eingestellten Einstellpositions- und ggfs. weiteren Koordinaten gespeichert werden.The bonding wire bridge W and its fixing points as well as the environment are controlled by a camera 6 observed their camera images of an image processing unit 7 be supplied. The image processing unit 7 in turn, the output side with the towing hook control device 3 and further (as well as the towing hook controller itself) with an image and coordinate storage device 8th connected, are stored in the recorded camera images of the wire bond assembly in association with set in their test Einstellpositions- and, if necessary, other coordinates.

Die Verbindung der Speichereinrichtung 8 mit der Zughaken-Steuereinrichtung 3 ist bidirektional, so dass auch gespeicherte Einstellwerte wiederum der Steuereinrichtung zum aktuellen Einsatz zugeführt werden können. Auch gespeicherte Kamerabilder können zurück in die Bildverarbeitungseinrichtung gelangen, und zwar in einen Bildvergleicherabschnitt 7a derselben, in dem sie mit aktuell aufgenommen Kamerabildern im Sinne der weiter oben beschriebenen Verfahrensdurchführung verglichen werden. Die Bildverarbeitungseinrichtung weist des Weiteren eine Korrekturstufe 7b zur Erkennung und Berücksichtigung von Positionsverschiebungen zwischen ansonsten gleichen Kamerabildern (d.h. ansonsten gleichen Bondverbindungen) auf. Schließlich weist die Bildverarbeitungseinrichtung 7 noch eine Drahthöhen- oder Drahtwinkel-Bestimmungsstufe 7c zur Bestimmung der Scheitelpunkthöhe der Bonddrahtbrücke W oder deren Winkeln in der Umgebung der Fixierungspunkte P1 und P2 auf. Auch die Funktion dieser Komponente ist weiter oben bei der Erläuterung bevorzugter Verfahrensführungen beschrieben.The connection of the storage device 8th with the towing hook control device 3 is bidirectional, so that also stored setting values can in turn be supplied to the control device for current use. Stored camera images can also be returned to the image processing device, namely into an image comparator section 7a the same, in which they are compared with currently recorded camera images in the sense of the procedure described above. The image processing device furthermore has a correction stage 7b for detecting and taking into account positional shifts between otherwise identical camera images (ie otherwise identical bonding connections). Finally, the image processing device 7 another wire height or wire angle determination stage 7c for determining the vertex height of the bonding wire bridge W or their angles in the vicinity of the fixation points P1 and P2 on. The function of this component is also described above in the explanation of preferred method guides.

Die ebenfalls weiter oben erwähnte Brückenverlaufs-Berechnungseinheit ist in der vorliegenden Darstellung als Sub-Einheit 3a der Zughaken-Steuereinrichtung 3 dargestellt, es kann sich hierbei aber auch um eine im Signalweg zwischen der Bildverarbeitungseinrichtung 7 und der Zughaken-Steuereinrichtung 3 liegende separate Einheit handeln.The bridge course calculation unit likewise mentioned above is in the present representation as a sub-unit 3a the towing hook control device 3 but this can also be a signal path between the image processing device 7 and the towing hook control device 3 lying separate unit act.

3 zeigt detaillierter die konstruktive Ausführung eines weiteren erfindungsgemäßen Pulltesters 1'. Gleiche oder funktionsgleiche Komponenten wie bei der in 2 gezeigten Vorrichtung sind mit den gleichen Bezugsziffern wie dort bezeichnet und werden hier nicht nochmals erläutert. 3 shows in more detail the structural design of another pull tester according to the invention 1' , Same or functionally identical components as in the 2 shown device are denoted by the same reference numerals as there and will not be explained again here.

Der Pulltester 1' umfasst einen Prüfkopf 8, der an einer z-Achsen-Schlittenführung 9 geführt ist und an dieser über einen z-Achsen-Motor 10 bewegt wird. An der Schlittenführung ist auch eine (nicht dargestellte) Höhenwert-Skala vorgesehen, an der die Vertikalposition des Prüfkopfes 8 und damit auch diejenige des an seinem unteren Ende angebrachten Zughakens 2 angezeigt wird.The pulltester 1' includes a test head 8th , which is on a z-axis slide guide 9 is guided and at this over a z-axis engine 10 is moved. Also provided on the carriage guide is a height scale (not shown) at which the vertical position of the test head 8th and thus also that of the attached at its lower end towing hook 2 is shown.

Am Prüfkopf 8 befindet sich ein weiterer Motor 11, mit dem die für die optimale Positionierung erforderliche Rotation des Zughakens 2 um die Längsachse bewirkt wird. Die Kamera 6' ist bei dieser Konstruktion vertikal oberhalb des Zughakens angebracht, und ihre optische Achse OA verläuft nahe der Achse des Zughakens, so dass die Kamera 6' die Bonddrahtbrücke W und deren Fixierungspunkte P1 und P2 auf dem Substrat S praktisch direkt von oben abbildet.At the test head 8th there is another engine 11 , with which the required for the optimal positioning rotation of the tow hook 2 is effected about the longitudinal axis. The camera 6 ' is mounted vertically above the tow hook in this construction, and its optical axis OA runs near the axis of the tow hook, so that the camera 6 ' the bonding wire bridge W and its fixing points P1 and P2 on the substrate S practically directly from above.

Mit dieser Konfiguration kann, da die Kamera nur die Projektionen der Abschnitte der Bondverbindung auf die XY-Ebene erfassen kann, für die Bestimmung von Höhen- und Winkelwerten nicht auf das Kamerabild zurückgegriffen werden. Stattdessen wird der Zughaken W zur Bestimmung der Höhenwerte der Fixierungspunkte P1, P2 auf das Substrat S abgesenkt („Touch-Down“) und der zugehörige Höhenwert an der Höhenwert-Skala der Schlittenführung 9 erfasst. Analog wird bei der Bestimmung der Höhenwerte des Scheitels der Bonddrahtbrücke W auf den an der Höhenwert-Skala der Schlittenführung 9 angezeigten Wert zurückgegriffen, der den jeweiligen Höhenwert des (zum fraglichen Zeitpunkt mit der Bonddrahtbrücke im Eingriff befindlichen) Zughakens 2 repräsentiert. Es versteht sich, dass die erwähnte Höhenwert-Skala nicht notwendigerweise eine optisch abzulesende Anzeige ist, sondern auch eine elektronische Anzeige mit einem digitalen Signalausgang sein kann, an dem der jeweilige Höhenwert als Ausgangssignal zur unmittelbaren elektronischen Weiterverarbeitung bereitgestellt wird; siehe dazu weiter unten.With this configuration, since the camera can only detect the projections of the portions of the bond joint on the XY plane, the camera image can not be used for the determination of height and angle values. Instead, the towing hook W is used to determine the height values of the fixation points P1 . P2 on the substrate S lowered ("touch-down") and the associated altitude value on the height scale of the slide guide 9 detected. Similarly, in determining the height values of the vertex of the bondwire bridge W, the height of the sled guide is determined by the altitude scale 9 displayed value corresponding to the respective height value of (at the time in question with the bonding wire bridge engaged) Zughakens 2 represents. It is understood that the mentioned height scale is not necessarily an optically readable display, but may also be an electronic display with a digital signal output to which the respective altitude value as an output to the immediate electronic processing is provided; see below.

Insofern weist die Signalverarbeitung bei dieser Ausführung Abweichungen gegenüber der Ausführung nach 2 auf, deren Realisierung aber im Bereich fachmännischen Wissens auf dem Gebiet der Bondtechnik und des Prüfens von Bondverbindungen liegt.In this respect, the signal processing in this embodiment deviates from the execution 2 However, their implementation lies in the area of expert knowledge in the field of bonding technology and the testing of bonded joints.

4 zeigt in Form eines Funktions-Blockschaltbildes als Ausführungsbeispiel der Erfindung wesentliche Komponenten einer Testanordnung 100 zur Qualitätsbestimmung eines Bonddrahts, speziell von dessen Dehnung unter Last. Teile, die bereits in 2 oder 3 gezeigt sind, oder mit solchen funktionsverwandte Teile sind mit an 2 und 3 angelehnten Bezugsziffern bezeichnet, und es wird auf die diesbezügliche Beschreibung weiter oben verwiesen. 4 shows in the form of a functional block diagram as an embodiment of the invention essential components of a test arrangement 100 for determining the quality of a bonding wire, especially its elongation under load. Parts already in 2 or 3 are shown, or with such functionally related parts are with 2 and 3 reference numbers, and reference is made to the relevant description above.

Bei der in Anlehnung an 2 gestalteten Darstellung ist der Bonddraht W in einem ersten gestreckten Zustand W(1) und gestrichelt außerdem in einem zweiten gestreckten Zustand W(2) gezeigt, wobei im ersten Zustand ein erster vorbestimmter Kraftwert einwirkt und ein erster Höhenwert h1 des Scheitelpunktes und damit des Zughakens 102 erreicht ist, und im zweiten Zustand ein zweiter Kraftwert einwirkt und ein zweiter Höhenwert h2 des Scheitelpunktes und des Zughakens erreicht ist. Der erste Kraftwert, der den ersten Höhenwert h1 ergibt, ist derart anhand früherer Pulltests bei einer typgleichen Bondverbindung vorbestimmt, dass eine bogenförmige Bonddrahtkonfiguration gerade in eine dreiecksartig gestreckte Konfiguration verformt ist. Der zweite Kraftwert, der den zweiten Höhenwert h2 ergibt, ist analog gemäß früher aufgenommenen Pulltest-Ergebnissen als ein Kraftwert unmittelbar unterhalb des Wertes bestimmt, bei dem der Bonddraht reißt.When in accordance with 2 In the illustration shown, the bonding wire W is shown in a first stretched state W (1) and in broken lines in a second stretched state W (2), wherein in the first state a first predetermined force value is applied and a first height value h1 the vertex and thus the tow hook 102 is reached, and in the second state, a second force value acts and a second height value h2 of the vertex and the tow hook is reached. The first force value, the first altitude value h1 Thus, by virtue of previous pull tests on a type-like bond, it is predetermined that an arcuate bonding wire configuration will be deformed into a triangularly-elongated configuration. The second force value, the second altitude value h2 is determined analogously, according to previously recorded pull test results, as a force value immediately below the value at which the bond wire breaks.

Eine Zugkraft-Speichereinheit 112 dient zur Speicherung der relevanten Zugkraftwerte aus früheren Pulltests, und eine Zugkraft-Vergleichereinheit 113 ist zum Vergleich gespeicherter Zugkraftwerte mit den von der Kraftmesseinrichtung 104 ausgegebenen aktuellen Zugkraft-Messwerten vorgesehen. Die Zugkraft-Vergleichereinheit 113 gibt im Ergebnis des Vergleichs Steuersignale an die Zughaken-Steuereinrichtung 103 aus, aufgrund derer der Bonddraht in die erste Konfiguration W(1), in der sich die erste Scheitelhöhe h1 einstellt, bzw. in die zweite Konfiguration W(2) verfahren wird, in der sich die zweite Scheitelhöhe h2 einstellt.A traction storage unit 112 serves to store the relevant traction values from previous pull tests, and a traction comparator unit 113 is to compare stored tensile force values with those of the force measuring device 104 provided current tensile force measured values provided. The tensile force comparator unit 113 As a result of the comparison, outputs control signals to the towing hook control device 103 due to which the bonding wire in the first configuration W (1) in which the first peak height h1 or in the second configuration W (2) is moved, in which the second peak height h2 established.

Eine Höhenerfassungseinrichtung 109a, die (wie bereits weiter oben erwähnt) in Art einer elektronischen Höhenwert-Skala ausgeführt und der in 3 gezeigten Schlittenführung des Prüfkopfes des Pulltesters zugeordnet sein kann, erfasst den ersten und zweiten Höhenwert h1, h2 im Ansprechen auf ein von der Zugkraft-Vergleichereinheit 113 ausgegebenes Auslöse-Signal und liefert die Messwerte an eine Höhenwert-Speichereinheit 114, wo zumindest eine Zwischenspeicherung, gegebenenfalls aber auch Langzeit-Speicherung der Höhen-Messwerte erfolgt.A height detection device 109a , which (as already mentioned above) executed in the manner of an electronic height scale and the in 3 shown slide guide of the test head of the pull tester, detects the first and second height value h1 . h2 in response to one of the traction comparator unit 113 output tripping signal and supplies the measured values to an altitude value storage unit 114 , where at least one intermediate storage, but possibly also long-term storage of the height measured values takes place.

Die Höhenwert-Speichereinheit 114 ist ausgangsseitig mit einer Drahtlängen-Berechnungseinheit 115 zur Berechnung von Drahtlängen-Werten unter Nutzung der gespeicherten Höhenwerte verbunden. In der Berechnungseinheit 115 ist zu diesem Zweck ein Algorithmus implementiert, der den konkreten Verlauf der Bonddrahtbrücke zwischen dem ersten Fixierungspunkt, dem Scheitelpunkt und dem zweiten Fixierungspunkt zugrunde legt, und dieser Verlauf wird für die jeweils der Prüfung unterliegende Bonddrahtbrücke durch Eingabe der Koordinaten der Fixierungspunkte P1, P2 und durch den jeweiligen Höhen-Messwert h1 bzw. h2 festgelegt. Die Drahtlängen-Berechnungseinheit 115 wiederum ist ausgangsseitig mit einer Drahtlängen-Speichereinheit 116 zur Zwischenspeicherung von aufgrund der gemessenen Höhenwerte berechneten Drahtlängen verbunden. Die Speichereinheit 116 wiederum ist mit dem Eingang einer Dehnungs-Berechnungseinheit 117 zur Berechnung der Bonddraht-Dehnung aufgrund der gespeicherten Bonddraht-Längenwerte, also bei gesteigerter Belastung des Bonddrahtes zwischen dem ersten und zweiten Kraftwert, verbunden. In der gezeigten Ausführung ist eingangsseitig der Dehnungs-Berechnungseinheit 117, und zwar dargestellt als Abschnitt der Drahtlängen-Speichereinheit 116, noch eine Längendifferenz-Vergleichereinheit 116a vorgesehen. Diese hat einen mit einer Vergleichswert-Speichereinheit 118 verbundenen Eingang und dient zu einer Schwellwert-Diskriminierung einer aus gespeicherten Längenwerten des Bonddrahtes W ermittelten scheinbaren Längendifferenz anhand von in der Vergleichswert-Speichereinheit 118 gespeicherten Vergleichswerten für typgleiche oder typähnliche Bonddrähte.The altitude storage unit 114 is output side with a wire length calculation unit 115 for calculating wire length values using the stored altitude values. In the calculation unit 115 For this purpose, an algorithm is implemented which is based on the actual course of the bonding wire bridge between the first fixing point, the vertex and the second fixing point, and this course is determined for the respective bond wire bridge under test by entering the coordinates of the fixing points P1 . P2 and by the respective height measured value h1 respectively. h2 established. The wire length calculation unit 115 in turn, the output side is a wire length memory unit 116 for temporarily storing wire lengths calculated from the measured height values. The storage unit 116 in turn is connected to the input of a strain calculation unit 117 for calculating the bonding wire elongation on the basis of the stored bonding wire length values, that is to say with increased load on the bonding wire between the first and second force values. In the embodiment shown, the input side of the strain calculation unit 117 , shown as a portion of the wire length storage unit 116 , nor a length difference comparator unit 116a intended. This one has a comparison value storage unit 118 connected input and serves to a threshold discrimination of a determined from stored length values of the bonding wire W apparent length difference based on in the comparison value storage unit 118 stored comparison values for type-identical or type-like bonding wires.

5A zeigt skizzenartig, in Anlehnung an 2 und 4 und die dort verwendeten Bezugsziffern, eine Abwandlung der in 2 schematisch gezeigten Testanordnung. Hierbei ist eine modifizierte Höhenerfassungseinrichtung 109a' vorgesehen, die eine seitlich auf die Bonddrahtbrücke gerichtete Kamera 106 (siehe 2) und eine dieser nachgeordnete Bildverarbeitungseinrichtung 107 zur Verarbeitung der Kamerabilder zur Bestimmung der jeweiligen Höhenwerte des Scheitelpunktes des Bonddrahtes umfasst. Die Kamera 106 nimmt außerdem Bilder auf, aus denen die Höhenlagen der Bondpads und somit des ersten und zweiten Fixierungspunktes P1, P2 der Bonddrahtbrücke zu bestimmen sind, und die Bildverarbeitungseinrichtung 107 hat einen für diesen Zweck bestimmten Bondpad-Höhenberechnungsabschnitt 107c. Während ein Haupt-Ausgang der Bildverarbeitungseinheit 107 mit dem Eingang des Höhenwert-Speichers 114 verbunden ist, ist der dedizierte Bondpad-Höhenberechnungsabschnitt 107c separat mit einem Eingang der Längenberechnungseinheit 115 (4) verbunden und liefert dieser Korrekturwerte für die Längenberechnung des Bonddrahtes zu. 5A shows sketch-like, in reference to 2 and 4 and the reference numerals used there, a modification of the in 2 schematically shown test arrangement. Here is a modified height detection device 109a ' provided, the one laterally on the bonding wire bridge camera 106 (please refer 2 ) and one of these downstream image processing device 107 for processing the camera images to determine the respective height values of the vertex of the bonding wire. The camera 106 also takes pictures showing the elevations of the bond pads and thus the first and second fixation points P1 . P2 the bonding wire bridge are to be determined, and the image processing device 107 has a bond pad height calculation section determined for this purpose 107c , While a main output of the image processing unit 107 with the input of the altitude memory 114 is the dedicated bond pad height calculation section 107c separately with an input of the length calculation unit 115 ( 4 ) and supplies these correction values for the length calculation of the bonding wire.

Eine weitere Modifikation der Testanordnung ist schematisch in 5B dargestellt. Bei dieser Ausführung ist zusätzlich zur elektronischen Höhenerfassungseinrichtung 109a gemäß 4 die Kamera 106 mit nachgeordneter Bildverarbeitungseinrichtung 107 zur Erfassung der geometrischen Konfiguration der Bonddrahtbrücke vorgesehen, und die Bildverarbeitungseinrichtung 107 ist ausgangsseitig ausschließlich mit der Längenberechnungseinheit 115 (4) verbunden.Another modification of the test arrangement is shown schematically in FIG 5B shown. In this embodiment, in addition to the electronic height sensing device 109a according to 4 the camera 106 with downstream image processing device 107 provided for detecting the geometric configuration of the bonding wire bridge, and the image processing device 107 On the output side, it is exclusively with the length calculation unit 115 ( 4 ) connected.

Die Kamerabilder und deren Auswertungsergebnisse dienen hier zur Korrektur-Verarbeitung von aufgrund der Höhen-Messwerte von der Höhenerfassungseinrichtung 109a berechneten Drahtlängen-Rohwerten. Speziell wird ein nicht ideal geradliniger Drahtverlauf zwischen dem ersten Fixierungspunkt P1 und dem Scheitelpunkt und/oder zwischen dem Scheitelpunkt und dem zweiten Fixierungspunkt P2 in genau der Ausprägung berücksichtigt, die das das Kamerabild zeigt. Hierzu umfasst die Bildverarbeitungseinrichtung einen Bild- und Koordinatenspeicherabschnitt 107d, der einen mit dem Ausgang der Höhenerfassungseinrichtung 109a verbundenen Eingang hat und zur Speicherung einer geordneten Menge von Kamerabildern und zugeordneten Höhenwerten dient, die zur erwähnten Korrektur-Verarbeitung dienen.The camera images and their evaluation results are used here for the correction processing of due to the height measurement values of the height detection device 109a calculated wire length raw values. Specifically, a non-ideal straight line between the first fixation point P1 and the vertex and / or between the vertex and the second fixation point P2 considered in exactly the form that shows the camera image. For this purpose, the image processing device comprises an image and coordinate storage section 107d one with the output of the height detector 109a connected input and for storing an ordered set of camera images and associated altitude values, which serve for the mentioned correction processing.

Die Ausführung der Erfindung ist auch im Übrigen nicht auf die oben hervorgehobenen Aspekte und das dargestellte Beispiel beschränkt, sondern ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachgemäßen Handelns liegt.Incidentally, the embodiment of the invention is not limited to the aspects highlighted above and the illustrated example, but also possible in a variety of modifications, which lies within the scope of expert action.

Claims

Method according to Claim 1 wherein the towing hook is positioned such that a first angle between the plane of the first bonding pad and the connecting line between the fixing point of the bonding wire and the point of engagement in a predetermined relation to a second angle between the plane of the second bonding pad and the connecting line between there Fixing point of the bonding wire and the engagement point, and wherein the first tensile force value is predetermined such that the connecting lines between the fixing points on the first and second bonding pad and the engagement point of the towing hook are straight.

Method according to Claim 2 In wedge-wedge bonding, the first angle is substantially equal to the second angle.

Method according to Claim 2 or 3 wherein the first draft value is predetermined as a minimum value at which the connecting lines have stretched from curved lines to straight lines.

Method according to one of the preceding claims, wherein the second predetermined tensile force value used is the one in which the wire bond connection is destroyed, or a smaller amount is used by a defined decrement.

Method according to Claim 5 in which the tensile force value at which the wire bonding connection is destroyed is determined experimentally in a preliminary test phase preceding the method in the same measuring arrangement on a wire bonding connection of the same type.

Method according to one of the preceding claims, wherein more than two height values each detected at a predetermined tensile force value and used to calculate more than two length values of the puller wire and from the plurality of traction-dependent length values, a strain-tensile force diagram of the bonding wire is determined.

Method according to one of the preceding claims, wherein each height value of the towing hook is determined by means of a height scale associated with the towing hook in a tensile test head.

Method according to Claim 8 wherein a Z coordinate of the first and / or second bond pad is processed as a correction quantity.

Method according to one of the preceding claims, wherein the fixing points on the first and second bonding pads and the engagement point of the towing hook are optically detected by a camera imaging the bonding wire bridge and the camera image for determining the first and second height values and optionally further height values and / or for executing a Correction of at least one length value of the bonding wire is used due to a non-linear course of at least one of the connecting lines.

Method according to one of the preceding claims, wherein a difference from the first length value, determined from the first height value of the towing hook, and the second length value, determined from the second height value of the towing hook, a threshold value discrimination is subjected to the plausibility check.

Method according to Claim 10 or 11 wherein processing of a camera image of the bonding wire bridge obtained before tensile force is applied to approximately predictively detect a shape of the bond wire bridge deformed by a predetermined tensile force, comprising a first linear portion between the first bonding pad and a vertex, and a second linear portion between the vertex and the second linear portion second bonding pad, wherein a first angle between the plane of the first bonding pad and the connecting line between the local fixing point of the bonding wire and the vertex in a predetermined relation to a second angle between the plane of the second bonding pad and the connecting line between the local fixing point of the bonding wire and the engagement point is executed, and the towing hook is led to a point under the bonding wire whose coordinate value on an axis connecting the fixing points on the first and second bonding pad axis of the Koor Dinatenwert the vertex of the predictive determined course corresponds.

Use of the method of any one of the preceding claims in a cohesive bonding and testing method, further comprising a pull test and / or peel test and / or shear test on finished wire bond connections directly in a wire bonder.

Arrangement for carrying out the method according to one of the preceding claims, with a work table for fixing an electronic component which has the wire bond connection to be tested with a bonding wire bridge, a tensile test head which has a coordinate-controlled and pivotable draw hook and a device for presetting or for measuring a tensile force acting on the towing hook, a height detecting device for detecting height values of the point of engagement of the towing hook with the bonding wire bridge, a height measurement triggering device connected on the input side to the means for presetting or measuring the tensile force for triggering a height detection of the engagement point at a predetermined tensile force value, an altitude memory for storing a plurality of detected altitude values, each in association with an associated traction force value, a wire length calculation device for calculating wire length values using the stored height values as well as a prestored or currently detected geometric configuration of the bond wire bridge, a wire length memory device for storing a plurality of calculated wire lengths and a strain calculating device for calculating a bonding wire strain due to the stored bonding wire length values.

Arrangement according to Claim 14 wherein the wire length calculating means is configured to calculate wire length values using a triangle configuration between the fixing point of the bonding wire on the first bonding pad, the engagement position of the pulling hook with the bonding wire bridge, and the fixing point of the pulling hook on the second bonding pad.

Arrangement according to Claim 14 or 15 a camera for taking images of the wire bond which is formed and placed so that the geometric shape of the bonding wire bridge and the fixing points of the bonding wire on first and second bonding pads in camera images are recognizable, and image processing means for processing the camera image for Determining the height value of the engagement position of the towing hook and / or the geometric configuration of the bonding wire bridge, wherein the camera and image processing device act as height detecting means and are connected on the output side to the height value memory unit and / or the camera and image processing device are used to determine the geometric configuration of the bonding wire bridge and on the output side are connected to the length calculation unit.

Arrangement according to Claim 16 with an image and coordinate memory device for storing recorded camera images in association with height values of the pull hook determined therefrom, and a correction step assigned to the length calculation unit and / or the stretch calculation device for correcting processing of wire length raw values or strain raw values due to stored camera images of the bonding wire bridge.

Arrangement according to Claim 17 wherein the image and coordinate storage means are adapted to store an ordered set of camera images and associated altitude values.

Arrangement according to one of Claims 14 to 18 which is connected to a bond pad height determination device for detecting the Z coordinate of the first and second bond pads on the output side with the length calculation unit.

Arrangement according to Claim 19 wherein the bond pad height determination means is realized by a component coordinate input section of a bond program control device or the camera in cooperation with a dedicated section of the downstream image processing device.

Arrangement according to Claim 14 or 19 wherein the height detecting means comprises an elevation scale on the tensile test head having a digital output for outputting current elevation values of the tow hook, wherein the elevation memory is signal connected in particular to the digital output of the elevation scale.

Arrangement according to one of Claims 14 to 21 , wherein on the input side of the expansion calculation means a length difference comparator unit is provided for threshold discrimination of an apparent length difference of the bonding wire determined from stored length values on the basis of at least one prestored comparison value.

Wire bonder use of an arrangement according to one of Claims 14 to 22 in a wire bonder.