NL1001532C1 - Inrichting voor het beproeven van verbindingen tussen een (electronisch) bouwelement en een van geleidende sporen voorziene drager. - Google Patents

Inrichting voor het beproeven van verbindingen tussen een (electronisch) bouwelement en een van geleidende sporen voorziene drager. Download PDF

Info

Publication number
NL1001532C1
NL1001532C1 NL1001532A NL1001532A NL1001532C1 NL 1001532 C1 NL1001532 C1 NL 1001532C1 NL 1001532 A NL1001532 A NL 1001532A NL 1001532 A NL1001532 A NL 1001532A NL 1001532 C1 NL1001532 C1 NL 1001532C1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
arm
force sensor
carrier
building element
building
Prior art date
Application number
NL1001532A
Other languages
English (en)
Inventor
Gerold Staudinger
Original Assignee
Gerold Staudinger
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gerold Staudinger filed Critical Gerold Staudinger
Priority to NL1001532A priority Critical patent/NL1001532C1/nl
Priority to EP96202926A priority patent/EP0772036A3/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1001532C1 publication Critical patent/NL1001532C1/nl

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
    • G01N19/04—Measuring adhesive force between materials, e.g. of sealing tape, of coating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0025—Shearing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/026—Specifications of the specimen
    • G01N2203/0296—Welds
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/0617—Electrical or magnetic indicating, recording or sensing means
    • G01N2203/0623—Electrical or magnetic indicating, recording or sensing means using piezoelectric gauges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/859—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector involving monitoring, e.g. feedback loop

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

Titel: Inrichting voor het beproeven van verbindingen tussen een (electronisch) bouwelement en een van geleidende sporen voorziene drager.
5 Beschrijving
Inrichting voor het beproeven van verbindingen tussen een (elektronisch) bouwelement en een van geleidende sporen voorziene drager, welke inrichting een verticaal beweegbare arm bevat, waaraan ëen eerste haakvormig element te 10 bevestigen is, waarmee een draad, die enerzijds verbonden is met het bouwelement en anderzijds met een geleide spoor op de, drager kan worden gegrepen en waarbij tussen dit haakelement en de arm een eerste krachtsensor is opgenomen, waarbij verder een tweede star element aan de arm te bevestigen is, 15 waarmee een horizontale afschuifkracht op het bouwelement of op de verbinding tussen de draad en het bouwelement kan worden uitgeoefend, waarbij de inrichting verder een onder de arm opgestelde X-Y-tafel bevat, waarop een drager met één of meer bouwelementen kan worden bevestigd.
20 Hoewel in het voorgaande de inrichting volgens de uitvinding is beschreven aan de hand van een toepassing uit de halfgeleiderindustrie wordt opgemerkt dat de inrichting universeel inzetbaar is overal daar waar kleine mechanische verbindingen op sterkte moeten worden beproefd, zoals 25 bijvoorbeeld in de electronische, mechanische en medische industrie.
In de halfgeleider industrie maakt men gebruik van een produktieproces dat "bonden” wordt genoemd. Bij het bonden worden twee produktiefasen onderscheiden, te weten: 30 - Die-bonden - Wire-bonden
Bij het Die-bonden wordt het bouwelement normalerwijze met een lijmlaagje op de drager bevestigd. Zijn de bouwelementen op de drager bevestigd, dan gaat dit geheel als halffabrikaat 35 naar de volgende fase, alwaar het wire-bonden plaats vindt.
Bij het Wire-bonden, wordt een verbinding gemaakt tussen het bouwelement (chip) aan de ene kant en de geleidende sporen op de drager (printed circuit board) aan de andere 1 0 0 1 5 32..
2 kant. De verbinding wordt meestal gemaakt van goud- of aluminiumdraad met diameters liggende tussen 17,5 en 800 micrometer. Er is een duidelijk verschil tussen Wire-bonden met goud- of aluminiumdraad. De gouddraden worden daarbij 5 door middel van warmte aan het bouwelement en aan de drager vastgelast. De aluminiumdraden worden ultrasoon met het bouwelement en de drager verbonden.
Om. de resultaten van beide produktieprocessen te kunnen beproeven, maakt' men meestal gebruik van een zogenaamde trek-10 en afschuif-beproevingsinrichting. Met behulp van een dergelijk beproevings-apparaat kunnen drie testen worden uitgevoerd, te weten een draadtrektest, een bondafschuiftest en een bouwelement afschuiftest.
Bij de eerste test (wire pull test) wordt de sterkte van 15 de draadverbinding als geheel getest (las & verbindingsdraad). Om de kwaliteit van het verbindingsdraadje en van de lasverbindingen te testen, wordt met behulp van een haakje aan de draad getrokken, waarbij onderscheid kan wordengemaakt tussen een test, waarbij aan het draadje 20 getrokken wordt totdat dit breekt of totdat de lasverbindinglos laat, een zogenaamde destructieve proef, of er wordt aan de draad getrokken tot een bepaalde, van tevoreningestelde trekkracht is bereikt, een zogenaamde niet-destructieve proef.
25 Bij de tweede test kan de sterkte van de verbinding tussen draad- en bouwelement worden getest door het wegdrukken van de Ball, het uiteinde van de verbindingsdraad. Bij het beproeven van die verbinding, wordt met behulp van een star element, een zogenaamde beitel, op de 30 Ball horizontale krachten uitgeoefend, welke de Ball van het lasoppervlak drukken.
Bij de derde test kan de sterkte van de verbinding worden getest tussen bijvoorbeeld een bouwelement en een drager, door het afschuiven van het bouwelement. Dit 35 geschiedt op dezelfde manier als de vorige test, met dienverstande dat het starre element, de zogenaamde beitel, een horizontale kracht uitoefent op het bouwelement totdat door bovengenoemde horizontale kracht de lijmverbinding 1 0 C 1 5 '61.
3 tussen het bouwelement en de drager breekt.
Bij bekende inrichtingen voor het beproeven van verbindingen tussen een elektronisch bouwelement en een drager wordt gebruik gemaakt van een enkele sensor, welke 5 opgenomen is in de arm van het beproevingsapparaat en waarbij aan deze sensor ofwel een haakvormig element voor het verticaal trekken van de draad wordt bevestigd, ofwel een star element, een zogenaamde beitel, voor de afschuivingsbeproeying van het bouwelement van de drager 10 en/of bond uiteinde van het bouwelement.
Als krachtsensor wordt hierbij meestal gebruik gemaakt van sensoren, opgebouwd uit rekstrookjes of een stapeling van plaatjes piëzo electrisch materiaal, geschakeld in een brug van Wheatstone.
15 Bij het beproeven van de draad, waarbij verticaal wordt getrokken aan de draad, treden geen problemen op in de meetresultaten. Deze problemen treden echter wel op wanneer men met dezelfde krachtsensor de krachten meet bij het horizontaal wegdrukken van het bouwelement en/of de 20 verbinding van de draad met het bouwelement. Het probleem zit daarbij in de opbouw van de sensor, welke normaal opgebouwd is uit diverse lagen. Of het daarbij gaat om piëzo zo-materiaal of rekstrookjes is daarbij niet relevant.
Bij het trekken aan de draad, worden de diverse lagen 25 van de krachtsensor opgerekt en daardoor verandert de weerstand. Het verloop van de weerstand als functie van de lengte van het materiaal is daarbij lineair. Echter bij het horizontaal wegdrukken van het bouwelement of de verbinding van de draad met het bouwelement, worden de diverse lagen van 30 het materiaal van de krachtsensor niet over de gehele lengte gelijk belast, waardoor brug van Wheatstone asymmetrisch wordt en dus de weerstand als functie van de lengte niet meer lineair verandert. In feite gaat men hierbij de krachtsensor gebruiken voor het meten van krachten in een richting 35 waarvoor deze niet is ontwikkeld. De krachtsensor gaat bij deze verkeerde toepassing snel kapot en geeft ook niet de juiste meetresultaten.
Het probleem dat de afschuifkrachten in feite in een < f\ r- .. V ' r- P * ' *·» ; 4 verkeerde richting op de krachtsensor inwerken, zou in principe opgelost kunnen worden door de drager verticaal te plaatsen en dan op het bouwelement een verticale afschuifkracht uit te oefenen. Bij deze werkwijze zouden dan 5 weer verticale krachten op de krachtsensor inwerken, dus in een op zichzelf goede richting.
Echter bij het verticaal plaatsen van de drager, is het met de gebruikelijke stereomicroscoop wel zeer slecht mogelijk de positie van de beitel in.te schatten en verder.is 10 voor het verticaal plaatsen van de drager een hoger beproevingsapparaat nodig. Verder kan men bij het verkrijgen van een enkele waarde van de kracht, de kracht waarbij de bonding of verbinding breekt, niets bijzonders zeggen over o.a. het hechtvermogen van de las of verbinding. Conclusies 15 kan men veelal nergens op baseren.
De uitvinding beoogt een inrichting voor het beproeven van verbindingen tussen een (elektronisch) bouwelement en een van geleidende sporen voorziene drager te verschaffen, welke de hiervoor genoemde nadelen niet vertoont. Teneinde dit te 20 bereiken, vertoont de inrichting volgens de uitvinding het kenmerk, dat de inrichting een tweede horizontaal geplaatste krachtsensor bevat, waarmee de op het bouwelement of op de genoemde verbindingen uitgeoefende horizontale kracht meetbaar is.
25 Bij de inrichting volgens de uitvinding, wordt bij het verticaal trekken aan de verbindingsdraadjes tussen het bouwelement en de drager, voor het meten van de daarbij optredende krachten, gebruik gemaakt van de krachtsensor welke is ingebouwd tussen het haakvormig element en de arm.
30 Bij het horizontaal wegdrukken van het bouwelement ten opzichte van zijn drager, wordt voor het meten van de daarbij optredende krachten gebruik gemaakt van een krachtsensor, welke is ingebouwd in de X-Y-tafel of op een plaats tussen het starre element en de arm. Het star element, de zogenaamde 35 beitel, wordt hierbij ingebouwd in de arm op een vast punt. Het bouwelement wordt nu door middel van verplaatsing van de drager in de horizontale Y-richting door het aandrijven en bewegen van de X-Y-tafel weggedrukt. De sensor is hierbij zo 10 C 1 532..
5 in de inrichting ingebouwd, dat deze alleen in een enkele richting kan worden bekrachtigd, zodat er geen vervorming van de gemeten waarde kan ontstaan. Op deze wijze is door het gebruik maken van sensor voor verticale krachten en een 5 tweede sensor voor het meten van horizontale krachten een meetinrichting verkregen, waarbij beide sensoren alleen in die richting worden belast waarvoor deze zijn ontworpen, zodat er geen vervorming van meetwaarden kan ontstaan. Verder waarborgt een belasting van een sensor in de juiste richting 10 een veel kleinere kans op beschadiging van de sensor.
Bij een verdere gunstige uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, is de tafel opgebouwd uit een basisdeel dat via geleidingen is geleid op een verder deel van de X-Y—tafel, welk basisdeel een tweede deel 15 draagt, waarop de drager met bouwelemenent kan worden bevestigd en waarbij tussen dit tweede deel en het basisdeel de tweede krachtsensor is opgenomen.
Bij een andere uitvoeringsvorm is het starre element middels een slede gekoppeld met de arm, waarbij de slede een 20 basisdeel bevat dat bevestigd is aan de arm en een verder deel waarmee het starre element kan zijn verbonden, waarbij de tweede krachtsensor »s opgenomen tussen het basisdeel en het verdere deel.
Volgens een verdere uitvoeringsvorm is de tweede 25 krachtsensor opgebouwd uit een stapel piëzo-elektrische plaatjes, welke vast met het basisdeel is verbonden en welke met een afgerond uiteinde aanligt tegen een vlak van het tweede deel, zodanig dat het tweede deel horizontale krachten op de krachtsensor kan uitoefenen. Op deze wijze is voorkomen 30 dat andere dan horizontale krachten op de krachtsensor door de tafel worden overgebracht.
Een verdere gunstige uitvoeringsvorm van de inrichting vertoont het kenmerk dat de inrichting een geheugen bevat voor de opslag van de door de beide krachtsensoren gemeten 35 waarden en verder een beeldscherm aanwezig is, waarop het gehele krachtenverloop grafisch kan worden weergegeven. Met deze inrichting is het voor de gebruiker mogelijk om niet alleen de eindwaarden van de beide beproevingen te meten, 10 0·' !> ;i 2 , 6 maar kan de gebruiker ook het krachtenverloop gedurende de beproevingen op zowel de verbindingsdraden, als op het bouwelement volgen vanaf het moment dat op het bouwelement respectievelijk de draden krachten worden uitgeoefend, totdat 5 deze waarden een bepaalde waarde bereikt hebben, of totdat de verbindingen tussen het bouwelement en de drager breken. Eventueel is het daarbij ook mogelijk het krachtenverloop van voorgaande beproevingen te vergelijken met het krachtenverloop van een aan de gang.zijnde beproeving.
10 Aan de hand van de tekeningen zal de uitvinding nader worden toegelicht. Hierbij toont/tonen: figuur 1, schematisch een inrichting voor het beproeven van verbindingen tussen een (elektronisch) bouwelement en een drager, 15 figuren 2 en 3 respectievelijk in boven- en in zijaan zicht een van geleide sporen voorziene drager met daarop aangebrachte elektronische bouwelementen, figuur 4, schematisch een inrichting volgens de uitvinding, waarbij in de arm een haakvormig element is 20 opgenomen, figuur 5, een deel van de inrichting volgens figuur 4, waarbij in de arm een star element is opgenomen, waarmee horizontale krachten op het bouwelement kunnen worden uitgeoefend.
25 figuren 6 en 7 in twee onderling loodrechte doorsneden een X-Y-tafel, welke kan worden toegepast in de inrichting volgens figuur 1, en figuur 8, schematisch een andere uitvoering van de arm. In figuur 1 is met het verwijzingscijfer 1 een frame 30 aangeduid van een inrichting voor het beproeven van verbindingen tussen een elektronisch bouwelement en zijn drager. In dit frame is opgenomen een geleide inrichting 2 voor een verticaal beweegbare arm 3, waarin een sensor 4 is opgenomen, waaraan hetzij een haakvormig element 5, of een 35 niet getoond star element kan worden opgenomen. De arm 3 kan met behulp van een motor 6 langs zijn geleiding 2 op en neer worden bewogen. Onder arm 3 bevindt zich op het frame 1 een X-Y-tafel 7, waarop een te beproeven bouwelement met drager IOC' bi.L.
7 kan worden bevestigd. Verder is de arm voorzien van een motor 8 voor het roteren van de kop.
In het frame 1 zijn verder twee motoren opgenomen, waarmee de tafel 7 kan worden aangedreven en een toetsenbord 5 8' waarmee de inrichting kan worden bestuurd. Verder zijn in het frame opgenomen voedingen 9 en een PC 10. Verder is de inrichting voorzien van een monitor 11. In figuren.2 en 3 is respectievelijk in boven- en zijaanzicht een drager 12 met daarop bevestigd een aantal bouwelementen 13 schematisch 10 weergegeven. De drager 12 is daarbij voorzien van elektrisch geleidende sporen 14 en de bouwelementen zijn voorzien van contactvlakjes 15. De contactvlakjes 15 van de bouwelementen en de geleidende sporen 14 van de dragerelementen zijn met elkaar verbonden door verbindingsdraadjes 16 die enerzijds 15 zijn verbonden met de geleidende sporen 14 en anderzijds met de contactvlakjes 15. De bouwelementen 13 zijn daarbij bijvoorbeeld met behulp van een lijmlaagje verbonden roet de drager 12. Om te controleren of de verbindingen tussen de bouwelementen 13 en de drager 12 aan alle kwaliteitseisen 20 voldoen, dienen een drietal beproevingen te worden uitgevoerd.
Ten eerste dient te worden beproefd of de sterkte van de draadjes 16 en hun verbindingen met de contactvlakjes 15 en de geleidende sporen 14 van voldoende kwaliteit is.
25 Verder dient te worden beproefd of de verbinding tussen de contactvlakjes 15 en het bouwelement 13 zelf van voldoende sterkte is.
Tenslotte dient te worden beproefd of de lijmverbindingen tussen de bouwelementen 13 en de drager 12 30 van voldoende kwaliteit zijn.
In figuur 4 is schematisch een inrichting voor het uitvoeren van de drie genoemde beproevingen weergegeven. Hierbij zijn onderdelen, welke hetzelfde zijn als getoond in figuren 1-3, met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid. In de 35 inrichting volgens figuur 4 zijn alleen die onderdelen, welke voor een goed begrip van de uitvinding van nut zijn, weergegeven. In de figuur ziet men de arm 3, welke in verticale richting beweegbaar is en welke een sensor 4 draagt 1 i> o ? 52.
8 waarmee een haakvormig element 5 is verbonden.
Onder de arm 3 is een X-Y-tafel 7 opgesteld, welke een tafeldeel 17 bevat, waarin een tweede krachtsensor 18 is ingebouwd en op welk tafeldeel een drager 12 met daarop een 5 bouwelement 13 kan worden bevestigd. Het tafeldeel 17 is in horizontale richting beweegbaar middels twee (X-Y) aandrijvingen 19 via twee motoren 20.
Voor de beproeving van de sterkte van de draad 16 met zijn verbindingen aan de drager 12 en aan het bouwelement 13 10 wordt in de eerste plaats de arm 3 naar beneden bewogen, totdat de haak 5 de draad 16 grijpt, waarna de arm 3 naar boven wordt bewogen en aan de verbinding wordt getrokken. De daarbij optredende krachten worden gemeten met behulp van de sensor 4.
15 Voor het beproeven van de verbinding tussen het contactvlak en de bond wordt dit contactvlak op afschuiving belast door het uitoefenen van horizontale krachten op de ball. Dit gebeurt door met de sensor 4 een star element 21 te verbinden en met dit star element horizontale krachten op het 20 contactvlak uit te oefenen. De constructie voor het bevestigen van het starre element draagt ervoor zorg, dat de sensor 4 niet onjuist belast kan worden.
Het starre element 21 is daarbij op een bepaald vast punt met de arm 3 verbonden, terwijl het bouwelement 13 met 25 behulp van de tafel 7 horizontaal wordt bewogen, waarbij door het starre element 21 een afschuifkracht op het contactvlak 14 wordt uitgeoefend. De daarbij optredende afschuifkrachten in het horizontale vlak, worden met behulp van de sensor 18 in de tafel 7 gemeten. Sensor 4 wordt hierbij gebruikt voor 30 het detecteren van het contact tussen beitel 21 en dragermateriaal 12 of bouwelement 13 (bescherming van sensor).
Na aanraking wordt de arm 3 iets naar boven bewogen, zodat steeds het juiste aanraakvlak tussen de beitel 21 en 35 het contactvlak 14 wordt bepaald.
Voor het beproeven van de verbinding tussen het bouwelement 13 en de drager 12 wordt middels eenzelfde star element 21 weer een afschuifkracht, maar nu op het < o <" · * r ·'- | ΐ I . λ. # 9 bouwelement 13 zelf uitgeoefend. Daartoe wordt de arm 3 zover naar beneden bewogen totdat deze de drager 12 raakt, waarna de arm 3 iets omhoog wordt bewogen en op enige afstand van de drager 12 wordt gefixeerd. Daarna wordt met behulp van de 5 tafel 7 het bouwelement 13 tegen het star element 21 gedrukt, zodat horizontale afschuifkrachten op het bouwelement 13 worden uitgeoefend, welke afschuifkrachten met behulp van de sensor 18 worden gemeten.
Op deze wijze worden de verticale krachten, welke bij 10 het proeven van de draden 16 optreden, gemeten met behulp van de sensor 4, dus in de richting waarvoor deze sensor is uitgevoerd, terwijl de horizontale krachten, welke bij de twee andere beproevingen optreden worden gemeten met de sensor 18, waarbij deze krachten dus in het horizontale vlak 15 en ook weer in de richting waarvoor de sensor is uitgevoerd, worden gemeten. Vervorming van meetwaarden zal hierbij dus tot een minimum worden beperkt. De verkregen meetgegevens worden hierbij alle opgeslagen in een geheugen van de PC 10, waaruit ze kunnen worden opgeroepen en zichtbaar gemaakt op 20 de monitor 11. Hierbij verkrijgt men een grafische weergave van deze meetgegevens zodat de gebruiker van de inrichting precies kan aflezen hoe het krachtverloop is, vanaf het begin van de beproeving tot aan het eind daarvan. Hierbij is het mogelijk om het krachtenverloop van een beproeving, welke 25 juist in gang gezet is, te vergelijken met eventuele eerdere beproevingen, zodat eventuele afwijkingen direct kunnen worden geconstateerd. Hierdoor is het mogelijk om onmiddellijk te zien of een meting op correcte wijze is uitgevoerd of niet.
30 In figuren 6 en 7 is schematisch een X-Y-tafel in twee onderling loodrechte doorsneden weergegeven. Het eerste tafeldeel 22 is daarbij via een rollengeleiding 28 geleid op een basisdeel 24. Tafeldeel 22 is daarbij voorzien van een geleidemoerconstructie 25, waarin een spindel 26 kan roteren 35 met behulp van een niet getekende aandrijving. Op het eerste tafeldeel 22 is een tweede tafeldeel 27 via een rollengeleiding 29 geleid.
Het tweede tafeldeel 27 is daarbij ook weer voorzien van
* t\ Λ i >- - C
ί υ l J w* <- - 10 een geleide moer 30', waarin een spindel 30 is opgenomen, welke via een niet getekende aandrijving kan worden aangedreven. Tafeldeel 27 is hierbij opgebouwd uit een bovendeel 31 en een daaronder gelegen deel 32. Tussen de twee 5 tafeldelen 31 en 32 is een sensor 18 ingebouwd. De sensor 18 is daarbij enerzijds vast verbonden met het onderste stuk 32 van het tweede tafeldeel 27. Anderzijds ligt sensor 18 met een bol oppervlak 33 aan tegen deel 34,dat vast verbonden is met bovendeel 33 van tafeldeel 27. Op het tafeldeel 31 kan 10 een drager worden bevestigd en wanneer op een zich daarop bevindend bouwelement 13 afschuifkrachten worden uitgeoefend, dan worden deze krachten via tafel 31 overgebracht op het bolle uiteinde 33 van de krachtsensor 18 en de uitgeoefende krachten worden door deze sensor 18 gemeten. De krachtsensor 15 18 is hierbij opgebouwd uit een aantal op elkaar gestapelde piëzo-elektrische elementen en de afschuifkrachten worden dus via tafel 31 in de lengte-richting van de krachtsensor 18 uitgeoefend, dus loodrecht op de piëzo-eleroenten, zodat geen vervorming in de gemeten waarden kan optreden.
20 In figuur 8 is schematisch een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding getoond. Bij deze uitvoeringsvorm is nu de tweede krachtsensor voor het meten van horizontale krachten niet opgenomen in de onder de beweegbare arm opgestelde X-Y tafel, maar in de arm 3 zelf.
25 De arm 3 volgens figuur 8 bevat wederom een opnamekop 40 voor het opnemen van ofwel een haakvormig element 5, ofwel een star element 21. In de kop 40 is een opname-element 42 roteerbaar gelagerd, welke element het haakvormig of het starre element kan opnemen. Het element 42 kan middels een 30 motor 43 worden geroteerd hetgeen alleen plaatsvindt tijdens het grijpen van een draad door het haakvormig element. In een verbinding tussen het element 42 en de motor 43 bevindt zich de eerste krachtsensor 44 voor het meten van verticale krachten.
35 De kop 40 vormt bij deze uitvoering een eerste deel dat via schematische aangegeven geleidingen 45 in horizontale richting beweegbaar is in een tweede vast met de arm 3 verbonden slededeel. Tussen de kop 40 en het tweede slededeel 10 Cl 5 32.
11 is een Jcrachtsensor 4 6 opgenomen. Wanneer bij deze uitvoeringsvorm een starre beitel met het opname-element 42 is verbonden en op deze beitel afschuifkrachten van een bouwelement of bond wórden uitgeoefend zal de kop 40 onder 5 invloed van deze krachten enigszins naar links bewegen en daarbij krachten op de krachtsensor 46 uitoefenen,. Ook bij deze uitvoering is er dus weer voor gezorgd dat de verticale krachten welke optreden bij het beproeven van een draad worden gemeten door een verticale krachtsensor, terwijl de 10 horizontale krachten, welke bij de afschuifbeproeving optreden worden gemeten door een horizontale krachtsensor.
Hoewel in het voorgaande de inrichting volgens de uitvinding is beschreven aan de hand van een toepassing uit de halfgeleiderindustrie wordt opgemerkt dat de inrichting 15 universeel inzetbaar is overal daar waar kleine mechanische verbindingen op sterkte moeten worden beproefd, zoals bijvoorbeeld in de electronische, mechanische en medische industrie.
1 0 0 i 5 ~ K .

Claims (7)

1. Inrichting voor het beproeven van verbindingen tussen een (elektronisch) bouwelement en een van geleide sporen voorziene drager, welke inrichting een verticaal 5 beweegbare arm bevat, waaraan een eerste haakvormig element te bevestigen is, waarmee o.a. een draad, die enerzijds verbonden is met het bouwelement en anderzijds met een geleidend spoor op de drager, kan worden gegrepen en waarbij tussen dit haakelement en de arm een eerste krachtsensor is 10 opgenomen, waarbij verder een tweede star element aan de arm te bevestigen is waarmee een horizontale afschuifkracht op het bouwelement of op de verbinding tussen de draad en het bouwelement kan worden uitgeoefend, waarbij de inrichting verder een onder de arm opgestelde X-Y-tafel bevat, waarop 15 een drager met één of meer bouwelementen kan worden bevestigd, met het kenmerk, dat de inrichting een tweede horizontaal geplaatste krachtsensor bevat waarmee de op het bouwelement of op de genoemde verbinding uitgeoefende horizontale kracht meetbaar is.
2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de tweede krachtsensor is opgenomen in de X-Y tafel. 3.Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tweede krachtsensor is opgenomen op een plaats tussen het starre element en de arm.
4. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de tafel is opgebouwd uit een basisdeel dat via geleidingen is geleid op een verder deel van de X-Y tafel, welk basisdeel een tweede deel draagt waarop de drager met bouwelement kan worden bevestigd, waarbij tussen dit tweede en het basisdeel 30 de tweede krachtsensor is opgenomen.
5. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het starre element middels een slede gekopeld is met de arm, waarbij de slede een basis deel bevat dat bevestigd is aan de arm en een verder deel waarmee het starre element kan worden 35 verbonden, waarbij de tweede krachtsensor is opgenomen tussen het basisdeel en het verder deel.
6. Inrichting volgens conclusie 1, 2, 3, 4 of 5, met het kenmerk, dat de tweede krachtsensor een stapel
10 C' f 5 : .·; piëzo-elektrische plaatjes bevat, welke vast met het basisdeel is verbonden en met een afgerond uiteinde aanligt tegen een vlak van het tweede deel, zodanig dat het tweede deel horizontale krachten op de krachtsensor kan uitoefenen.
7. Inrichting volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting een geheugen bevat voor de opslag van de door de beide krachtsensoren gemeten waarden en verder een beeldscherm aanwezig is waarop deze waarden grafisch kunnen worden weergegeven. 1 0 0 I ^ > c ,
NL1001532A 1995-10-31 1995-10-31 Inrichting voor het beproeven van verbindingen tussen een (electronisch) bouwelement en een van geleidende sporen voorziene drager. NL1001532C1 (nl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1001532A NL1001532C1 (nl) 1995-10-31 1995-10-31 Inrichting voor het beproeven van verbindingen tussen een (electronisch) bouwelement en een van geleidende sporen voorziene drager.
EP96202926A EP0772036A3 (en) 1995-10-31 1996-10-21 Apparatus for testing bonds between an (electric) element and a support provided with conducting tracks

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1001532A NL1001532C1 (nl) 1995-10-31 1995-10-31 Inrichting voor het beproeven van verbindingen tussen een (electronisch) bouwelement en een van geleidende sporen voorziene drager.
NL1001532 1995-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1001532C1 true NL1001532C1 (nl) 1997-05-02

Family

ID=19761775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1001532A NL1001532C1 (nl) 1995-10-31 1995-10-31 Inrichting voor het beproeven van verbindingen tussen een (electronisch) bouwelement en een van geleidende sporen voorziene drager.

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0772036A3 (nl)
NL (1) NL1001532C1 (nl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106404533A (zh) * 2016-08-29 2017-02-15 华霆（合肥）动力技术有限公司 焊点检测方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE50110953D1 (de) 2001-11-07 2006-10-19 F & K Delvotec Bondtech Gmbh Prüfverfahren für Bondverbindungen und Drahtbonder
DE50208590D1 (de) * 2002-02-01 2006-12-14 F & K Delvotec Bondtech Gmbh Testvorrichtung zur Ausführung eines Pulltests
TWI229397B (en) 2002-10-16 2005-03-11 Esec Trading Sa Method for determining optimum bond parameters when bonding with a wire bonder
EP1419845A1 (de) * 2002-10-16 2004-05-19 Esec Trading S.A. Verfahren für die Bestimmung optimaler Bondparameter beim Bonden mit einem Wire Bonder
WO2004083831A1 (en) * 2003-03-19 2004-09-30 Dage Precision Industries Ltd. A shield test tool for a bond tester
US20050029328A1 (en) * 2003-06-18 2005-02-10 Esec Trading Sa Method for checking the quality of a wedge bond
GB0406434D0 (en) 2004-03-22 2004-04-28 Dage Prec Ind Ltd High speed pull test device
GB0411057D0 (en) * 2004-05-18 2004-06-23 Dage Prec Ind Ltd Test apparatus
WO2006016136A2 (en) 2004-08-10 2006-02-16 Dage Precision Industries Ltd. Shear test device
CN1312465C (zh) * 2005-01-31 2007-04-25 哈尔滨工业大学 用于测量硅片键合强度的装置
JP5060494B2 (ja) * 2006-02-17 2012-10-31 デイジ プレシジョン インダストリーズ リミテッド せん断試験装置
ITBO20070170A1 (it) * 2007-03-13 2008-09-14 Elca Technologies S R L Metodo ed apparecchiatura per il controllo di saldature di schede elettroniche
TWI387414B (zh) * 2009-06-01 2013-02-21 Univ Yuan Ze 高速推球機
CN102207435B (zh) * 2011-03-25 2013-06-26 宾伟雄 消除牵引力测试装置水平偏移的方法及其牵引力测试装置
US9731378B2 (en) * 2015-05-22 2017-08-15 Kulicke And Soffa Industries, Inc. Thermocompression bonders, methods of operating thermocompression bonders, and horizontal correction motions using lateral force measurement in thermocompression bonding
DE102016107028A1 (de) 2016-04-15 2017-10-19 Technische Universität Wien Bondstellen-Prüfanordnung und Bondstellen-Prüfverfahren
DE102017124255A1 (de) 2017-10-18 2019-04-18 Technische Universität Wien Lötstellen-Prüfanordnung und Lötstellen-Prüfverfahren
DE102020108536A1 (de) 2020-03-27 2021-09-30 F&S Bondtec Semiconductor GmbH Bondstellen-Prüfverfahren und Anordnung zu dessen Durchführung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1257002A (nl) * 1970-03-19 1971-12-15
JPS61168235A (ja) * 1985-01-21 1986-07-29 Resuka:Kk ボンデイング強度試験装置
GB2194844A (en) * 1986-09-05 1988-03-16 Philips Electronic Associated Wire-bond pull-testing
JPS6454255A (en) * 1987-08-25 1989-03-01 Speedfam Co Ltd Character measurement for abrasive cloth

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106404533A (zh) * 2016-08-29 2017-02-15 华霆（合肥）动力技术有限公司 焊点检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0772036A2 (en) 1997-05-07
EP0772036A3 (en) 1998-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL1001532C1 (nl) Inrichting voor het beproeven van verbindingen tussen een (electronisch) bouwelement en een van geleidende sporen voorziene drager.
JP4653166B2 (ja) 試験装置
EP0368533B1 (en) Quality control for wire bonding
US5894981A (en) Integrated pull tester with an ultrasonic wire bonder
JP2705423B2 (ja) 超音波接合装置及び品質モニタリング方法
US4373653A (en) Method and apparatus for ultrasonic bonding
US7950290B2 (en) Apparatus and method for determining failure mode in a shear or pull test device
US9366609B2 (en) Hardness tester and method for hardness test
KR101894911B1 (ko) Ｔａｂ용 핸들링 장치
US5412997A (en) Nondestructive testing apparatus and method
US6370948B2 (en) Mini-tension tester
US5533398A (en) Method and apparatus for testing lead connections of electronic components
US5355721A (en) Method and apparatus for measuring depth and hardness
JP6664300B2 (ja) ワイヤボンディング良否判定装置およびワイヤボンディング良否判定方法
US20020195476A1 (en) Head assembly of a disk apparatus having a head IC chip mounted on a suspension by ultrasonic bonding
JP3474132B2 (ja) ワイヤボンディング方法および装置
KR20110119304A (ko) 본딩면의 바운싱 모니터링 장치, 이를 구비한 와이어 본딩 장치 및 본딩면의 바운싱 모니터링 방법
JP2708222B2 (ja) ボンディング装置
JP3878969B2 (ja) リベット接合部の検査方法
JP3740735B2 (ja) Ｔｃｐハンドラ
JP3567884B2 (ja) 超音波ボンディング方法
JP4521496B2 (ja) マウント精度測定方法
JP2000304668A (ja) 落下衝撃測定方法及び落下衝撃測定装置
JP7077051B2 (ja) ワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法
JP3448101B2 (ja) 微小電位差計測装置及びその方法

Legal Events

Date Code Title Description
VD2 Discontinued due to expiration of the term of protection

Effective date: 20011031