Forschung im Blickpunkt
Erkenntnisse zum Drahtbonden auf Knopfdruck
Hier stellen wir regelmäßig Neuigkeiten rund um das Thema Drahtbonden vor. Dabei kann es sich um eigene Aktivitäten, kurze Denkanstöße oder Kurzfassungen von interessanten Artikeln (englisch und deutsch) handeln. Es lohnt sich also, hier ein wenig mehr Zeit zu verbringen.



Thermosonic Bonding: Analyzing the Effects of Ultrasound, Heat, and Metallurgical Processes on Gold and Copper Wire Bonds
In the field of microelectronics, wire bonding represents a pivotal process, utilized for the interconnection of minute wires between a chip and a substrate. The research project is concerned with the comprehension and enhancement of the ball bonding process, which entails the utilization of gold or copper wires.
Bleiben Sie auf dem Laufenden über Aktuelles zum Drahtbonden
Evolution of Semiconductor Bonding Wires: From Gold to Copper and Silver Over 25 Years
This study examines the evolution of bonding wires utilized in semiconductor electronics over the past 25 years, with a particular emphasis on gold (Au), copper (Cu), and the emerging utilization of silver (Ag) wires. Bonding wires are of paramount importance for the interconnection of semiconductor chips with other components in electronic devices, such as mobile phones and computers.
How Ultrasonic Power and Intermetallic Formation Work in Thermosonic Ball Bonding
This research project is concerned with the subject of thermosonic ball bonding, a process which is employed in the field of microelectronics for the purpose of connecting components of a relatively small scale. The objective of the study is to enhance comprehension of the manner in which materials behave during this process. Thermosonic bonding is a process that employs the combination of heat, ultrasonic vibrations, and pressure to create connections between a wire, typically gold or copper, and a substrate, such as aluminum.
The study examines the formation of bonds and the microscopic alterations in the materials utilized.

Can Copper Clips Solve the Reliability Problem in Power Electronics? A Look into Metallization Failures and Degradation
The publication's primary focus is on the reliability and failure mechanisms of the aluminum metallization layer utilized in power electronics. Power electronics, including the MOSFET (a type of transistor), are integral components in a multitude of devices, such as automobiles. Power cycling tests are typically conducted to observe the behavior of materials under conditions of elevated temperature and mechanical stress. Over time, these tests simulate the effects of real-world conditions on the chip, including temperature changes, which can cause wear and tear on the aluminum layer. This study examines the impact of switching from traditional aluminum wire bonds to copper clips on the performance and reliability of the module.

Drahtbonden von Batteriezellen im Rennwagen des FaSTTUBe Teams 2022
Seit 2005 bauen rund 80 Studierende des FaSTTUBe-Teams der TU-Berlin jedes Jahr einen neuen Rennwagen, um an internationalen und europäischen Konstruktions- und Rennwettbewerben der Formula Student teilzunehmen. Seit 2018 mit einem Elektroauto und ab 2020 fahrerlos. Bond-IQ ist 2022 als Platin-Sponsor eingestiegen und verdrahtet mit Dickdraht-Bonden die Akkumodule (inklusive der Treiberarchitektur), die das Entwicklungsteam in beeindruckenden 3 Monaten von Pouchzellen auf 18650er Zellen umgestellt hat. Da diese Technologie für das FaSTTUBe-Team Neuland ist, sind wir immer zur Stelle, um Unterstützung zu leisten. Sei es ein kurzer Besuch, um ein Detail zu überprüfen, oder eine blitzschnelle Umsetzung eines Prototyps. Das FaSTTUBE-Team kämpft mit allen Unwägbarkeiten und Lieferschwierigkeiten des Jahres 2022. Wir werden immer ansprechbar sein und Sie mit all unserer Kraft und unseren Ressourcen unterstützen.
Racing Update 2023 – wir verbessern die Batterie für einen noch besseren Rennwagen

Gemeinsam mit dem neuen FaSTTUBe-Team arbeiten wir daran, die letzten kleinen Fehler in der ersten Batterie von 2022 zu beheben. Max – einer der Leiter des Antriebsstrang-Teams – hat sich uns zu diesem Zweck angeschlossen. Prozessoptimierung und Design liegen nun in seinen Händen. Mit den vernickelten Stromschienen ist der Bondprozess dieses Mal viel stabiler als mit dem wasserstrahlgeschnittenen, unbeschichteten Kupfer. Dadurch konnten wir die Fehlerquote deutlich reduzieren und die Montage aller 9 Akkupacks in einem Drittel der Zeit abschließen.
Unabhängig im Markt und international vernetzt









































































A New Approach to Wire Bond Testing Could Improve High-Power Electronics Reliability
The objective of this study is to enhance the reliability assessment of wire bonds in power electronics, with a particular emphasis on the Highly Accelerated Lifetime Testing (HALT) methodology. In the context of electronic devices, wire bonding refers to a technique whereby thin wires are used to connect semiconductor components. With the passage of time, these bonds may succumb to failure as a consequence of wear and tear, particularly in the context of extreme temperature fluctuations. The researchers developed a mechanical testing method to simulate the failure that would naturally occur in wire bonds over time, thereby enabling them to predict the longevity of the bonds in real-world conditions.
New Standards in Wire Bonding: A Detailed Analysis of DVS-2811 for Automotive and Power Electronics
The authors examine the advancements in wire bonding standards for the European automotive and power electronics industries. Wire bonding is a method of creating electrical connections between semiconductor devices and their packaging using thin wires, which are of critical importance for the production of microelectronics, such as batteries. The study concentrates on the DVS-2811 standard, which provides guidance on the testing and inspection of wire bonds.













































































































1. EBL Nachwuchsforscher Preis bei der EBL 2018
Felix Fischer (Student der Mikrosystemtechnik an der HTW Berlin) hat seine Masterarbeit in Form eines Papers und einer Präsentation auf der EBL-Konferenz 2018 erfolgreich vorgestellt und den Preis für die beste Präsentation gewonnen. Die Arbeit wurde am Fraunhofer IZM Berlin durchgeführt und von Bond-IQ mit umfangreichen Experimenten und Know-how unterstützt, mit dem Ziel, die semi-autokatalytische Goldabscheidung auf stromlos abgeschiedenem NiP für Drahtbondanwendungen mit AlSi1-Draht, z.B. für die Chip-on-Board (COB)-Technologie, zu untersuchen. Die Fähigkeit des Beschichtungssystems, die Nickelkorrosion während des Abscheidungsprozesses erheblich zu reduzieren und damit Problemen bei der Schichthaftung während des Bondens entgegenzuwirken, ist von großem Interesse für Anwender, die stabile Bondprozesse benötigen. Die Arbeiten und teils komplexen Analysen haben in einigen Fällen gezeigt, dass es noch Fallstricke in der Technologie gibt und dass eine weitere Entwicklung erforderlich ist, um diese Probleme zu lösen. Felix Fischer setzt seine Forschungen zu diesem Thema am Fraunhofer IZM fort und Bond-IQ wird seine Arbeit unterstützen.

Racing Update 2024 - wir sind bereit für den nächsten Schritt
Wir haben die Akkupacks komplett ohne Busbars konzipiert. Direkte Verbindung der Akkuzellen, Kühlung durch die Rückseite der Zellen - d.h. Drahtbonden an Kathode und Anode auf einer Seite der Akkuzelle - und 3 Drähte mit einem Durchmesser von 500 µm pro Batterieschulter für maximale Leistung. Drahtlängen von bis zu 20 mm, die trotz der Vibrationen beim Fahren nicht durchhängen und Kurzschlüsse verursachen. Damit erreichen wir den höchstmöglichen Grad an Miniaturisierung für diesen Zellentyp und reduzieren das Gewicht erheblich für einen noch schnelleren Rennwagen.
Fortgeschrittene Inspektion von Bondinterfaces zur Prozessoptimierung beim Dickdrahtbonden

In diesem Beitrag, der auf der IMAPS-Konferenz im Oktober 2021 vorgestellt wurde, wird eine neuartige Methode zur Analyse der Grenzfläche von Dickdraht-Bondkontakten vorgestellt. Durch die Kombination der BAMFIT-Methode (Bondtec Accelerated Mechanical Fatigue Interface Testing), der 3D-Messung von Bruchflächen und maßgeschneiderten Auswertungsalgorithmen liefert dieser Ansatz genaue Daten über den Zustand der Verbindungsbildung in der Kontaktstelle. Im Gegensatz zur herkömmlichen Scherprüfung wird bei dieser Methode die verbundene Fläche direkt gemessen, was eine bessere Parameterabstimmung für verschiedene Materialsysteme ermöglicht. In der Studie wurden vier Drahttypen mit ähnlichen mechanischen Eigenschaften untersucht, wobei DoE-Techniken (Design of Experiment) eingesetzt wurden, um Prozessfenster und materialspezifische Erkenntnisse zu ermitteln. Die Ergebnisse verdeutlichen die Vorteile einer genauen Messung der Verbindungszone und zeigen auf, wo herkömmliche Schertests bei der detaillierten Analyse an ihre Grenzen stoßen. Diese Arbeit liefert wertvolle Hinweise für die Optimierung von Drahtbondprozessen und die Materialauswahl.

Überarbeitung des Drahtbond-Prüfstandards DVS-Merkblatt 2811
Im Februar 2017 wurde nach mehr als 20 Jahren eine überarbeitete Version der Prüfrichtlinie DVS-2811 zum Drahtbonden veröffentlicht. Vom Start im September 2014 bis zur Fertigstellung im Dezember 2015 hat Bond-IQ in einem Multi-Client-Projekt intensiv an der Überarbeitung gearbeitet, die notwendigen Versuche strukturiert und durchgeführt und das Projekt koordiniert. Diese Arbeiten erfolgten in enger Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IZM Berlin. 25 Projektpartner waren beteiligt und von der Notwendigkeit und dem Erfolg des Projektes zur Überarbeitung der bestehenden Prüfrichtlinie voll überzeugt. Bereits ein Jahr später wurde diese als offizielles Merkblatt des DVS-Verbandes unter der bisherigen Nummer DVS-2811 mit dem Zusatz der Version 02/2017 veröffentlicht. Seitdem steht ein umfassendes Dokument für die Prüfung von Dünndraht- und (nach wie vor international einmalig) Dickdraht-Bondverbindungen zur Verfügung. Das DVS-Merkblatt 2811 ist offiziell beim Beuth-Verlag in deutscher und englischer Sprache erhältlich.
Power Cycling and Wire Bond Reliability: The Critical Role of Wire Material and Diameter in Extending Lifetime
This research project examines the reliability of various types of aluminum heavy wire bonds utilized in power electronics, with a particular focus on their performance in MOSFET modules. Wire bonding is a common method used to connect electronic components, but the reliability of these bonds is of critical importance for long-term performance. The study examines the impact of varying aluminum wire materials and diameters on the durability of these wire bonds during power cycling, a process whereby the system is repeatedly turned on and off, resulting in temperature fluctuations.
Sintering and Copper Wire Bonding: Reducing Failure Rates in High-Thermal Power Modules
This paper presents a summary of the advancements in power electronic packaging, with a particular emphasis on the enhancement of reliability and performance under high temperatures. Power electronics are utilized in a multitude of devices to regulate electrical energy, and these systems encounter challenges due to the thermal stresses that are generated during operation. One area of focus is wire bonding, which involves the use of a metal wire to establish a connection between a semiconductor chip and other components.

✅ Hier ist der Fall klar 🧐🕵️✅
Es ist einfach nicht möglich, einen stabilen Drahtbondprozess zu erreichen, wenn sich die Oberflächenqualität ständig ändert. Es ist die Aufgabe des Lieferanten, eine homogene und gute Qualität zu gewährleisten. Und es ist die Aufgabe des Kunden, der das Drahtbonden durchführt, diese Qualität zu spezifizieren. Der Lieferant muss wissen, welche Merkmale wichtig sind und wie sie geprüft werden müssen. Eine Sichtprüfung ist hier das Minimum und sollte mindestens die folgenden Details überprüfen:
• Lokale Verfärbungen und Flecken
• Trockenflecken
• Flussmittelrückstände
• Lotspritzer
• Filmische Verunreinigungen, z. B. Öle, Fette, Fingerabdrücke
• Lokale Löcher, Kratzer, Riefen
• Riefen durch mechanische Bearbeitung, z. B. Bürsten, Polieren, Schleifen
• Abdrücke von Prüfnadeln
• Freigelegtes Kupfer oder Nickel
Es gibt immer zwei Seiten einer Medaille 🥉. Diejenigen, die sich nicht kümmern und gut spezifizieren, sondern alles ihrem Lieferanten überlassen, sind Teil des Problems. Wer sich nicht darum kümmert, muss sich nicht wundern, wenn oft etwas schiefläuft. Wenn es, wie auf dem Bild dieses Beitrags, offensichtlich ist, was los ist, ist der Fall klar. Das gelieferte Los geht zurück an den Lieferanten. Das kostet Ressourcen und wertvolle Zeit.
Reducing Wire Bond Failure: How Adjusting Bond Foot Angles Improves Power Module Reliability
The study focuses on wire bonding, a critical process for connecting electronic components within power modules. Wire bonding creates connections between a semiconductor chip and its supporting structure (substrate). In this research, scientists are examining how different angles at which the wire touches the chip, known as the bond foot angle, affect the longevity of these bonds. A larger bond foot angle tends to reduce the life of the wire bond because it introduces additional stress during operation. The team used both experiments and simulations to test the effects of varying bond foot angles on wire bond reliability.
Advancements in Copper Ball-Wedge Wire Bonding: A Cost-Effective Alternative to Gold in Semiconductor Manufacturing
The literature review examines advancements in copper (Cu) ball-wedge bonding, a technique utilized to establish connections between wires in electronic devices. Historically, gold (Au) was the material of choice due to its resistance to corrosion. However, the increasing costs associated with gold have prompted the exploration of alternative materials, such as copper. Copper offers superior electrical performance, but it also presents challenges such as oxidation (rusting) and increased hardness, which complicate the bonding process.
Investigating the Inaccuracies in Wire Bonding Pull Testing and Introducing a New Analytical Model for Improved Quality Control
This study examines the process of wire bonding pull testing, which represents a pivotal quality control step in microelectronics, particularly in fields such as automotive and sensor manufacturing. The process of wire bonding entails the formation of connections between small wires and electronic components. It is of paramount importance to ensure that these bonds are robust in order to guarantee the reliability of the final product.
Bleiben Sie auf dem Laufenden über Aktuelles zum Drahtbonden







































































