Techniklexikon

Drahtbond-Verfahren

Fügemethoden zur Herstellung diskreter elektrischer Verbindungen, wobei neben der räumlichen Entfernung auch Höhendifferenzen überwunden werden können. Die Drähte bestehen überwiegend aus Gold- oder Aluminiumlegierungen mit Durchmessern ab 10 mm. Bei Drahtbond-Verfahren werden die Drähte nicht geschmolzen, sondern die Oxidschicht an der Oberfläche durch Druck, Wärme oder Ultraschall aufgerieben, wonach die Drähte und die entsprechenden Kontaktflächen auf den Substraten (Pads) in so engen Kontakt gebracht werden, dass sie durch Van-der-Waals-Kräfte dauerhaft verbunden sind. Man unterscheidet mehrere Methoden. Bei der Thermokompression (Warmpressschweissen) werden die Drähte aufgeheizt, wodurch die Oxidschicht abplatzt, und bei etwa 280°C auf den Pad gepresst. Beim Ultraschallschweissen reissen Ultraschallschwingungen, die tangential zur Oberfläche und senkrecht zur Kraft gerichtet sind, die Oxidschicht auf und verbinden Draht und Pad. Beim Thermosonicbonden (Ultraschallwarmschweissen) wird der Draht ausserdem erwärmt, wodurch sich die Duktilität zusätzlich erhöht und die Oberflächen durch Ausgasen zusätzlich gereinigt werden. Es stellt das Standardverfahren bei der Bestückung von ICs, Dioden und Transistoren dar. Nach der Handhabung der Drähte unterscheidet man zum einen in Ball-Wedge-Bonden (Kugel-Keil-Schweissen), bei dem der Draht auf den ersten Kontakt gefahren, kurz erwärmt und angepresst wird, wodurch er dort verschweisst. Ohne Drehung des Trägers kann der Draht sofort auf den zweiten Kontakt gefahren werden, wo er keilförmig angepresst wird und so kontrolliert abreisst. Beim anderen Verfahren, dem Wedge-Wedge-Bonden (Keil-Keil-Bonden), werden beide Enden keilförmig angesetzt. Um mechanische Spannungen im Draht zu vermeiden, muss der Träger hier entsprechend der Form des ersten Keils gedreht werden.