In der Halbleiter-Backend-Fertigung mit hohem Durchsatz bringt der Übergang von Gold- (Au) zu Kupferdrahtbonden (Cu) erhebliche prozesstechnische Herausforderungen mit sich, darunter eine höhere Materialhärte und eine erhöhte Oxidationsempfindlichkeit. ASM AB550 ist ein vollautomatischer Thermosonik-Drahtbonder, der für eine stabile und hohe Durchsatzleistung (High-UPH) bei der Gehäusefertigung gängiger integrierter Schaltungen und diskreter Leistungsbauelemente entwickelt wurde.
Das System wird in OSAT- und IDM-Produktionsumgebungen für Unterhaltungselektronik, Leistungshalbleiter und Standardlogikgehäuse weit verbreitet eingesetzt, wobei Ertragsstabilität und Gesamtbetriebskosten (TCO) wichtige Fertigungs-KPIs sind.
1. Kupferdrahtbondfähigkeit & EFO-Prozesssteuerung
Der AB550 ist für Drahtbondanwendungen mit Kupfer (Cu) und palladiumbeschichtetem Kupfer (PCC) optimiert und unterstützt den industriellen Umstieg von Golddraht aufgrund von Kosten- und Lieferkettenbeschränkungen. Kupfer stellt aufgrund von Oxidation und höherer mechanischer Steifigkeit eine Herausforderung für die Freiluftballen-Bildung (FAB) dar.
Verbesserte elektronische Flammenabschaltung (EFO): Sorgt für eine präzise Regulierung der Entladungsenergie, um eine stabile Freiluftballbildung (FAB) und eine gleichmäßige Ballgeometrie zu gewährleisten.
Formiergas-/Inertgasatmosphären-Kompatibilität: Verringert die Kupferoxidation während der FAB-Bildung und der ersten Bindungsbildung und verbessert so die Zuverlässigkeit der intermetallischen Verbindung (IMC).
Optimiertes Ultraschall-Verbindungsprofil: Durch die präzise Abstimmung der Ultraschallenergiezufuhr wird die Bildung von Kratern auf den Kontaktflächen verhindert, während gleichzeitig eine starke metallurgische Verbindung auf dielektrischen Strukturen mit niedriger Dielektrizitätskonstante erhalten bleibt.
2. Hochgeschwindigkeits-Bildverarbeitung für präzise Ausrichtung und stabile Ausbeute
Ein Hochgeschwindigkeits-Mustererkennungssystem (PRS) gewährleistet eine stabile Ausrichtung auch bei kontinuierlichem Betrieb mit hohen UPH-Werten. Das System erkennt Referenzmarken auf Leadframes oder organischen Substraten und kompensiert Abweichungen bei der mechanischen Indexierung sowie Substratverformungen.
Diese Echtzeitkorrektur gewährleistet eine präzise Positionierung der Kapillare innerhalb der Bondpad-Fenster und sorgt so für eine gleichbleibende Ausbeute über lange Produktionszyklen hinweg.
3. Zielanwendungssegmente
Der AB550 ist für etablierte Halbleitergehäusemärkte konzipiert, die hohe Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz erfordern:
Leistungshalbleiterbauelemente
Leistungs-MOSFETs
Gleichrichter und Dioden
Leistungsmanagement-ICs (PMICs)
ICs für Verbraucher und Industrie
Mikrocontroller (MCUs)
Analoge und Mixed-Signal-ICs
Hausgeräte-Steuerungssysteme
Standard-Speicherpakete
DRAM- und NAND-Flash-Gehäuse
4. Technische Spezifikationen (Typische Konfiguration)
| Parameter | Spezifikation |
|---|---|
| Systemtyp | Vollautomatischer Thermosonik-Drahtbonder |
| Unterstützte Drahtmaterialien | Gold (Au), Kupfer (Cu), Palladiumbeschichtetes Kupfer (PCC) |
| Bindungsgenauigkeit | ±2,0 μm bis ±3,0 μm @ 3σ (prozessabhängig) |
| Drahtdurchmesserbereich | 15 μm – 50 μm (0,6–2,0 mil) |
| Substratarten | Leadframes, organische Laminate, Streifenträger |
| Produktionsschwerpunkt | Großserienfertigung (hohe U/H / stabile Ausbeute) |
5. Integration des Backend-Prozessablaufs
Der ASM AB550 wird nach dem Chip-Attach als primärer Schritt zur Herstellung elektrischer Verbindungen in der Halbleiter-Backend-Montage eingesetzt.
Wafer-Vereinzelung → Chip-Befestigung (Epoxidharz/Sintern) → Drahtbonden (AB550) → Vergießen/Verkapseln → Vereinzelung → Abschließende elektrische Prüfung
6. Technische Bewertung und Fertigungsökonomie
6.1 Kosteneffizienz und Serienfertigung
Die AB550 ist auf niedrige Gesamtbetriebskosten (TCO) optimiert und bietet einen stabilen Langzeitbetrieb, vereinfachtes Rezeptmanagement und reduzierten Wartungsaufwand. Sie eignet sich für kostensensible Halbleiterfertigungsumgebungen mit hohem Produktionsvolumen.
6.2 Kupferdraht-Übergangsfähigkeit
Das System unterstützt das Bonden von Kupferdrähten durch kontrollierte EFO-Energiezufuhr und Formiergaskompatibilität. Dies gewährleistet eine stabile FAB-Bildung und zuverlässige Erstbond-Integrität beim Materialübergang von Gold zu Kupfer.
6.3 Prozessbeschränkungen
Der AB550 ist nicht für Anwendungen mit ultrafeinem Rastermaß (<40 μm) oder komplexen gestapelten Chipschleifenarchitekturen optimiert. Fortschrittliche heterogene Integration und hochdichte Logikgehäuse erfordern hochpräzise Thermosonik- oder TCB-Plattformen.
7. Zusammenfassung
Der ASM AB550 Drahtbonder bietet eine robuste und kosteneffiziente Lösung für die Halbleiter-Backend-Fertigung in großen Stückzahlen. Dank stabiler Thermosonik-Bonding-Leistung, zuverlässiger Kupferdrahtkompatibilität und hoher UPH-Leistung unterstützt er die Produktion gängiger Logik-, Speicher- und Leistungshalbleiter mit optimierter Ausbeute und niedrigen Gesamtbetriebskosten.
8. Technische Spezifikation oder Angebot anfordern
Für die technische Bewertung von Drahtbondanlagen werden auf Anfrage detaillierte Maschinenspezifikationen, Prozesskompatibilitätsmatrizen und Unterstützung bei der Integration in die Produktionslinie bereitgestellt.
Datenblatt zur Ausrüstung
Vergleich der Drahtverfahren für Kupfer- und Golddraht
Systemkonfigurationsoptionen
Beratung zur Integration von Produktionslinien
Kontaktieren Sie unser Ingenieurteam für eine technische Bewertung oder Unterstützung bei der Angebotserstellung.
