DE3443213C1 - Method for the non-destructive testing of the adhesion strength of the mechanical connection of electrical leads in the form of wires, and a device for carrying out the method - Google Patents

Method for the non-destructive testing of the adhesion strength of the mechanical connection of electrical leads in the form of wires, and a device for carrying out the method

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DE3443213C1 DE19843443213 DE3443213A DE3443213C1 DE 3443213 C1 DE3443213 C1 DE 3443213C1 DE 19843443213 DE19843443213 DE 19843443213 DE 3443213 A DE3443213 A DE 3443213A DE 3443213 C1 DE3443213 C1 DE 3443213C1
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Abstract

A method for the non-destructive testing of the adhesion strength of the mechanical connection of leads (28 to 31), which are in the form of wires, with their contact surfaces (24 to 27 and 32 to 36 respectively), especially of electrical components, assemblies and their carriers, in the case of which method a gas jet is directed against the leads (28 to 31), the force of which gas jet is selected in accordance with the desired adhesion strength of the mechanical connection, in such a manner that mechanical connections whose adhesion strength is less are detached. <IMAGE>

Description

Falls diese PrüfUng der erforderlichen, vollautomatisch arbeitenden elektrischen Prüfung vorgeschaltet ist, kann die Auslesung der Bauelemente mit fehlerhafter mechanischer Kontaktierung ihrer elektrischen, drahtförmigen Leitungen im Rahmen der elektrischen Prüfung und damit ohne Zeitverlust erfolgen. Eine Nacharbeitung der ausgelesenen fehlerhaften Bauelemente, Baugruppen und dergleichen ist so mit geringstmöglichem Aufwand durchführbar. If this test of the required, fully automatic working electrical test is connected upstream, the reading of the components with faulty mechanical contacting of your electrical, wire-shaped lines in the frame the electrical test and thus take place without any loss of time. One Reworking the read out defective components, assemblies and the like can thus be carried out with the least possible effort.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei insbesondere die F i g. 2 bis 6 zeigen, daß durch das Prüfverfahren fehlerhafte; d. h. nicht ausreichende Haftfestigkeit besitzende Verbindungen der Leitungen mit den Kontaktflächen auch optisch erkennbar sind. The invention is explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments explained, in particular FIG. 2 through 6 show that by the test procedure faulty; d. H. connections of the Lines with the contact surfaces are also visually recognizable.

Es zeigt F i g. 1 schematisch und in Draufsicht ein an sich bekanntes Oberflächenwellenfilter, wobei zur vereinfachten Darstellung das Gehäuse weggelassen ist. It shows F i g. 1 schematically and in plan view a known per se Surface acoustic wave filter, the housing being omitted for the sake of simplicity is.

F i g. 2 bis 6 in der Darstellung nach Fig. 1 jeweils ein nach dem Verfahren gemäß der Erfindung geprüftes Oberflächenwellen-Filter, wobei die einzelnen Figuren unterschiedliche Arten von Prüfergebnissen fehlerhafter Verbidungen der Leitungen aufzeigen. F i g. 2 to 6 in the illustration of FIG. 1, one after the other Method according to the invention tested surface acoustic wave filter, wherein the individual Figures different types of test results of incorrect connections of the Point out lines.

F i g. 7 in schematischer Darstellung und Seitenansicht eine Prüfvorrichtung nach der Erfindung. F i g. 7 shows a test device in a schematic representation and side view according to the invention.

F i g. 8 in der Darstellung nach F i g. 7 eine Draufsicht auf die Prüfvorrichtung nach F i g. 7. F i g. 8 in the illustration according to FIG. 7 is a plan view of FIG Test device according to FIG. 7th

In F i g. list ein Oberflächenwellen-Filter dargestellt, bestehend aus einem metallischen Chipträger 1, in dessen wannenförmig abgesenkten Teil 2 ein plättchenförmiges Substrat 3, z. B. aus Lithiumniobat eingebettet ist. In Fig. list shows a surface acoustic wave filter, consisting of from a metallic chip carrier 1, in the tub-shaped lowered part 2 platelet-shaped substrate 3, e.g. B. is embedded from lithium niobate.

Das Substrat 3 trägt auf seiner einen Seitenfläche z. B. in Siebtechnik aufgetragene Eingangs- und Ausgangswandler 4 bzw. 5 zwischen denen ein zur Unterdrükkung von störenden Volumenwellen dienender, sog.The substrate 3 carries on its one side surface z. B. in screening technology applied input and output transducers 4 and 5 between which a for suppression serving of disruptive volume waves, so-called.

Multistripkoppler 6 angeordnet ist.Multistrip coupler 6 is arranged.

Die Ein- und Ausgangswandler 4 bzw. 5 sind sog. The input and output converters 4 and 5 are so-called.

Kammelektroden, deren Kammzinken jeweils an Sammelschienen liegen, die über Leiterbahnen 20 bis 23 jeweils mit Kontaktflächen 24 bis 27 kontaktiert sind. Diese Kontaktflächen sind wiederum über drahtförmige elektrische Leitungen 28 bis 31 mit Kontaktflächen 32 bis 36 elektrischer Anschlußbeine 11 bis 15 kontaktiert.Comb electrodes, the teeth of which are each on busbars, each of which makes contact with contact areas 24 to 27 via conductor tracks 20 to 23 are. These contact surfaces are in turn via wire-shaped electrical lines 28 to 31 contacted with contact surfaces 32 to 36 electrical connection legs 11 to 15.

Die elektrische Verbindung der Leitungen 28 bis 31 mit den jeweiligen Kontaktflächen erfolgt üblicherweise durch Thermokompressionsschweißen, das auch unter der Bezeichnung Drahtbonden bekannt ist Im gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung der Leitungen 28 bis 31 mit den Kontaktflächen 24 bis 27 durch Nagelkopfschweißen, auch als Nailhead- oder Ball-Bonding bezeichnet, und die Verbindung dieser Leitungen mit den Kontaktflächen 32, 33, 35 und 36 mittels Keilschweißen, auch Wedge-Bonding genannt.The electrical connection of the lines 28 to 31 with the respective Contact surfaces are usually made by thermocompression welding, that too known as wire bonding is carried out in the illustrated embodiment the connection of the lines 28 to 31 with the contact surfaces 24 to 27 by nail head welding, also known as nailhead or ball bonding, and the connection of these lines with the contact surfaces 32, 33, 35 and 36 by means of wedge welding, also wedge bonding called.

Die Anschlußbeinchen 11 bis 15 und die Enden 7 des Chipträgers 1 sind teils mit einem strichpunktiert angedeuteten Isolierstoff-Sockel 8 umspritzt und so ortsfest zueinander ausgerichtet. The connecting legs 11 to 15 and the ends 7 of the chip carrier 1 are partially encapsulated with an insulating material base 8 indicated by dash-dotted lines and so fixed to each other.

Die Fig.2 zeigt ein erfindungsgemäß geprüftes OFW-Filter. Unter der Wirkung eines aus einer Preßluftdüse 52 austretenden Luftstrahls definierter Stärke sind die Leitungen 28 bis 31 aufgrund der einwandfreien Verbindung ihrer Enden mit den Kontaktflächen 24 bis 27 und 32 bis 36 lediglich aus ihrer in F i g. 1 dargestellten Ursprungsrichtung bogenförmig ausgelenkt. FIG. 2 shows an SAW filter tested according to the invention. Under the Effect of an air jet of defined strength emerging from a compressed air nozzle 52 are the lines 28 to 31 due to the proper connection of their ends with the contact surfaces 24 to 27 and 32 to 36 only from their in FIG. 1 shown Original direction deflected arcuately.

Im Unterschied hierzu genügen in den Ausführungsbeispielen nach F i g. 3 bis 5 jeweils nur die einen Verbindungen den an sie hinsichtlich ihrer Haftfestigkeit gestellten Forderungen. Unter der Wirkung des definierten Luftstrahles werden folglich die nur noch in ihren einen Enden fixierten Leitungen 28 bis 31 entsprechend umgelenkt. In contrast to this, in the exemplary embodiments according to F i g. 3 to 5 each only have the one connections to them in terms of their adhesive strength demands made. As a result, under the action of the defined air jet the lines 28 to 31, which are only fixed in their one ends, are correspondingly deflected.

F i g. 6 zeigt schließlich den Fall, daß sämtliche Ver- bindungen fehlerhaft sind und folglich alle Leitungen 28 bis 31 weggeblasen werden. F i g. 6 finally shows the case that all ties are faulty and consequently all lines 28 to 31 are blown away.

Die in Fig.7 und 8 dargestellte Vorrichtung zur Durchführung des Prüfverfahrens besitzt eine Schiene 50 und einen längs dieser Schiene verschiebbaren Schlitten 51. Der Schlitten 51 dient als Träger der zu prüfenden Oberflächenwellenfilter 55 bzw. der eigentlichen Filterträger 54 dieser OFW-Filter. Der Schlitten 51 ist in Pfeilrichtung A in die Position 2 und in Pfeilrichtung B in die Position 1 verschiebbar. Unter der Wirkung ortsfest angeordneter Preßluftdüsen 52,53 wird dabei ein Preßluftstrahl gegen die drahtförmigen Leitungen 28 bis 31 der OFW-Filter gerichtet und so die Haftfestigkeit der Verbindungen dieser Leitungen mit den einzelnen Kontaktflächen des OFW-Filters und seiner Anschlußbeine 11 bis 15 geprüft. The device shown in Figure 7 and 8 for performing the The test method has a rail 50 and one that can be displaced along this rail Slide 51. The slide 51 serves as a carrier for the surface acoustic wave filters to be tested 55 or the actual filter carrier 54 of this SAW filter. The carriage 51 is Can be moved in the direction of arrow A to position 2 and in direction of arrow B to position 1. Under the action of stationary compressed air nozzles 52, 53, a jet of compressed air is generated directed against the wire-shaped lines 28 to 31 of the SAW filter and so the Adhesive strength of the connections between these lines and the individual contact surfaces of the SAW filter and its connecting legs 11 to 15 checked.

An die Stelle dieser Vorrichtung kann auch eine Vorrichtung treten, bei der die zu prüfenden OFW-Filter ortsfest angeordnet sind und lediglich die Preßluftdüsen gegen die OFW-Filter verschoben werden. Denkbar ist auch eine Anordnung, bei der die OFW-Filter und die Preßluftdüsen fest angeordnet sind und je Leitung eine Düse vorgesehen ist. This device can also be replaced by a device in which the SAW filters to be tested are fixed and only the compressed air nozzles be shifted against the SAW filter. An arrangement is also conceivable in which the SAW filter and the compressed air nozzles are fixed and one nozzle per line is provided.

Das Prüfverfahren und die Prüfvorrichtungen sind grundsätzlich für die Prüfung sämtlicher, entsprechender Bauelemente und Bauelementegruppen so auch für OFW-Filter im DIL- und SlL-System geeignet. The test procedure and the test devices are basically for the testing of all corresponding components and component groups as well suitable for SAW filters in the DIL and SIL system.

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Claims (6)

Patentansprüche: 1. Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen der Haftfestigkeit der mechanischen Verbindung drahtförmiger Leitungen mit ihren Kontaktflächen, insbesondere elektrischer Bauelemente, Baugruppen und deren Trägern, dadurch gekennzeichnet, daß gegen die Leitungen (28 bis 31) ein Gasstrahl gerichtet wird, dessen Kraft entsprechend der gewünschten Haftfestigkeit der mechanischen Verbindung gewählt ist, derart, daß sich mechanische Verbindungen geringerer Haftfestigkeit lösen.Claims: 1. Method for non-destructive testing of adhesive strength the mechanical connection of wire-shaped lines with their contact surfaces, in particular electrical components, assemblies and their carriers, characterized in that, that a gas jet is directed against the lines (28 to 31), the force of which is correspondingly the desired adhesive strength of the mechanical connection is selected in such a way that that mechanical connections with lower adhesive strength loosen. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gegen die Leitungen (28 bis 31) ein Gasstrahl definierter Strömungsgeschwindigkeit und definierten Querschnitts geführt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that against the Lines (28 to 31) a gas jet of defined flow velocity and defined Cross-section is performed. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Bauelemente, Bauelementegruppen und ihre Träger samt Leitungen (28 bis 31) und der Gasstrahl relativ zueinander bewegt werden. 3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the electrical components, component groups and their carriers including cables (28 to 31) and the gas jet are moved relative to one another. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schlitten (51) als Transportträger der elektrischen Bauelemente, Bauelementegruppen und ihrer Träger (54), der zu ein oder mehreren gasdurchströmten Düsen (52, 53) bewegbar ist, deren Strahl bzw. Strahlen gegen die Leitungen (28 bis 31) gerichtet sind. 4. Apparatus for performing the method according to claim 1 and One of the preceding claims, characterized by a carriage (51) as Transport carriers for electrical components, component groups and their carriers (54), which can be moved to one or more nozzles (52, 53) through which gas flows, whose Beam or beams are directed against the lines (28 to 31). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Schlitten als Transportträger einer oder mehrerer gasdurchströmter Düsen (52, 53) der zu den ortsfest angeordneten Bauelementen, Bauelementegruppen und ihren Trägern bewegbar ist, derart, daß der bzw. die Strahlen gegen die Leitungen (28 bis 31) der Bauelemente und Bauelementegruppen gerichtet sind. 5. Apparatus according to claim 4, characterized by a slide as a transport carrier for one or more nozzles (52, 53) through which gas flows to the Stationarily arranged components, component groups and their carriers are movable is such that the beam or beams against the lines (28 to 31) of the components and component groups are directed. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Prüfung der Haftfestigkeit der mittels Thermokompressionsschweißen geschaffenen mechanischen Verbindungen drahtförmiger elektrischer Leitungen elektrischer Oberflächenwellenfilter. 6. The method according to claim 1 to 3 and device for implementation this method, characterized by its use to test the adhesive strength the mechanical connections created by means of thermocompression welding are wire-shaped electrical lines of electrical surface acoustic wave filters. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen der Haftfestigkeit der mechanischen Verbindung drahtförmiger elektrischer Leitungen mit ihren Kontaktflächen, insbesondere elektrischer Bauelemente, Baugruppen und deren Trägern. The invention relates to a method for non-destructive testing the adhesive strength of the mechanical connection of wire-shaped electrical lines with their contact surfaces, in particular electrical components, assemblies and their carriers. Die Oberflächenwellen-Filter bestehen im wesentlichen aus einem elektrisch aktiven Teil mit einem plättchenförmigen piezoelektrischen Substrat, vorzugsweise aus Lithium-Niobat, mit darauf aufgebrachten Ein und Ausgangswandlern und einem eventuell dazwischen angeordneten Multistripkoppler, sowie aus einem Substratträger. Die Elektroden der Ein- und Ausgangswandler sind üblich über Leiterbahnen mit Kontaktflächen des piezoelektrischen Substrats verbunden, die wiederum über drahtförmige Leitungen mit Kontaktflächen der gegen den Substratträger elektrisch isolierten Anschlußbeine des Oberflächenwellenfilters kontaktiert sind. Der Substratträger und die Anschlußbeine sind dabei mit ihren einen Teilen in einen Isolierstoffsockel eingegossen bzw. eingespritzt. Die Kontaktierung der drahtförmigen elektrischen Leitungen erfolgt üblich durch Thermokompressionsschweißen auch Drahtbonden genannt, wobei die Kontaktierung auf der Seite des elektrisch aktiven Teils durch Ball-bonding, auch als Nagelkopfschweißen bekannt, und auf der Seite des Substratträgers bzw. der Anschlußbeine durch Wedge-bonding, auch Keilschweißen genannt, erfolgen kann. The surface acoustic wave filters essentially consist of an electrical one active part with a plate-shaped piezoelectric substrate, preferably made of lithium niobate, with input and output converters and a possibly interposed multi-strip coupler, as well as from a substrate carrier. The electrodes of the input and output transducers are usually via conductor tracks with contact surfaces of the piezoelectric substrate, which in turn are connected via wire-shaped lines with contact surfaces of the connecting legs, which are electrically insulated from the substrate carrier of the surface acoustic wave filter are contacted. The substrate carrier and the connecting legs are with one of their parts in an insulating base poured or injected. The wire-shaped electrical lines are usually contacted by Thermocompression welding also called wire bonding, with the contacting on the side of the electrically active part by ball bonding, also known as nail head welding known, and on the side of the substrate carrier or the connection legs by wedge bonding, also called wedge welding, can be done. Die fertigungsbedingt, unvermeidbar ungleichmäßige Haftfestigkeit der durch Thermokompressionsschweißen bzw. Bonden geschaffenen Verbindungen erfordert eine ständige Überprüfung der Haftfestigkeit dieser Verbindungen. Die Prüfung muß dabei zerstörungsfrei sein um die notwendige hohe Produktionsausbeute zu gewährleisten und objektiv; d. h. unabhängig von der Prüfeinrichtung und der prüfenden Person. The unavoidable uneven adhesive strength due to the manufacturing process which requires connections created by thermocompression welding or bonding constant checking of the adhesive strength of these connections. The exam must be non-destructive in order to guarantee the necessary high production yield and objective; d. H. independent of the test facility and the person carrying out the test. Zusätzlich muß insbesondere bei hohen Fertigungszahlen die Prüfung sehr rasch durchführbar sein und im übrigen so beschaffen sein, daß die Nacharbeitung hinsichtlich ihrer mechanischen Festigkeit fehlerhafter Verbindungen nicht beeinträchtigt wird. In addition, the test must be carried out, especially in the case of high production numbers be able to be carried out very quickly and, moreover, be designed in such a way that the reworking not impaired in terms of their mechanical strength of faulty connections will. Die bisher zur Prüfung der Haftfestigkeit derartiger Verbindungen benutzten bekannten Verfahren genügen in keinem Punkt den vorstehend aufgeführten Forderungen. Üblich bestehen sie darin, daß einem Fertigungslos stichprobenartig Bauelemente, so z. B. Oberflächenwellenfilter - entnommen und diese einer zerstörenden Prüfung unterworfen werden. Mittels Zugbelastung der Drähte wird dabei die Kraft gemessen, bei der der Draht abreißt; d. h. sich von der Kontaktfläche löst. The previously used to test the adhesive strength of such connections The known methods used do not satisfy those listed above in any point Requirements. Usually they consist in the fact that a production lot is randomly sampled Components, such. B. Surface acoustic wave filter - removed and this one destructive To be subjected to examination. The tensile load on the wires is used to generate the force measured at which the wire breaks; d. H. separates from the contact surface. Diese auch als Abreißtest bezeichnende Prüfung ist eine zerstörende, die eine kundige bzw. gut angelernte Prüfperson, einen mit einem Mikroskop ausgerüsteten Meßplatz und ein kostspieliges Prüfgerät erfordert. Diese Prüfung ist als solche nicht automatisierbar, sehr zeitaufwendig und aus wirtschaftlichen Erwägungen nur auf einen kleinen, stichprobenartigen Umfang der Produktion beschränkt. This test, also known as the tear-off test, is a destructive, the one knowledgeable or well-trained examiner, one equipped with a microscope Requires a measuring station and an expensive test device. This exam is as such not automatable, very time-consuming and only for economic reasons limited to a small, random sample of production. Ein Prüfverfahren der eingangs genannten Art, das unter Vermeidung obiger Nachteile die vorerwähnten Forderungen erfüllt, läßt sich schaffen, wenn erfindungsgemäß gegen die Leitungen ein Gasstrahl gerichtet wird, dessen Kraft entsprechend der gewünschten Haftfestigkeit der mechanischen Verbindung gewählt ist, derart, daß sich mechanische Verbindungen geringerer als der zulässigen Haftfestigkeit von den Kontaktflächen lösen. A test method of the type mentioned at the beginning, which should be avoided the above disadvantages met the above-mentioned requirements can be created if according to the invention a gas jet is directed against the lines, its force accordingly the desired adhesive strength of the mechanical connection is selected in such a way that that mechanical connections are less than the permissible adhesive strength of loosen the contact surfaces. Gegen die Leitungen wird dabei ein Gasstrahl, insbesondere Luftstrahl, definierter Strömungsgeschwindigkeit und vorzugsweise definierten Querschnitts geführt, wobei die elektrischen Bauelemente, Bauelementegruppen und ihre Träger samt Leitungen und der Gasstrahl relativ zueinander bewegt werden können. A gas jet, in particular an air jet, is applied against the lines. a defined flow rate and preferably a defined cross-section, wherein the electrical components, component groups and their carriers including lines and the gas jet can be moved relative to one another. Dieses zerstörungsfrei arbeitende Prüfverfahren kann in kürzester Zeit und ohne entsprechende aufwendige Einarbeitung von beliebigen Personen durchgeführt werden. Es erfordert keinen mit einem Mikroskop ausgestatteten Meßplatz, arbeitet schnell, mit sehr einfachen Mitteln und ist zudem voll automatisierbar. This non-destructive testing method can be carried out in the shortest Time and carried out by any person without the need for extensive training will. It does not require a measuring station equipped with a microscope, works fast, with very simple means and can also be fully automated. Denkbar sind sowohl stichprobenartige Prüfungen in großem Umfang wie auch Prüfungen der gesamten Fertigung.Both random checks on a large scale are conceivable as also tests of the entire production.
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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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NICHTS-ERMITTELT *

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