Korrelation von Schertestergebnissen und Zuverlässigkeit feinkristalliner Aluminium-basierter Dickdrahtbondkontakte

Vorhabenbeschreibung:

Dickdrahtbonden wird als Basistechnologie zur elektrischen Kontaktierung in leistungselektronischen Komponenten, Modulen und Systemen angewendet. Deutschlandweit wird diese Kerntechnologie in mind. 60 Unternehmen (>75% KMU) eingesetzt. Die in naher Vergangenheit neu entwickelten Al-basierten Drahtmaterialien, führen zu signifikanten Zuverlässigkeitssteigerungen, was zu einer raschen Verbreitung führt. Zur Beurteilung der Verbindungsgüte zwischen Al-Wedgekontakt und Bond-Metallisierung ist der Schertest die anerkannte und etablierte Methode. Da die Spezifizierung der Schertestergebnisse aber ausschließlich auf den Werten für Al-Reinstdrähte basiert und die Ergebnisse der neuen Materialien auf Grund von veränderten mechanischen und mikrostrukturellen Eigenschaften z.T. erheblich abweichen, existiert für diese z.Z. keine Basis zur objektiven Beurteilung der Verbindungsgüte. Wie können das Scherergebnis und damit die Bondqualität von Dickdrähten verlässlich bewertet, dem mikrostrukturell neuen Gefüge und dessen mechanischen Eigenschaften zugeordnet und mit der Zuverlässigkeit korreliert werden? Diese Frage soll weit über den aktuellen Stand der Wissenschaft und Technik hinaus durch das geplante Vorhaben beantwortet werden. Dazu wird mittels systematischer mechanischer Tests und mikrostruktureller Analysen ein fundiertes wissenschaftliches Verständnis für die Vorgänge beim Schertest in Abhängigkeit von Drahtmaterial und Kontaktalterung (HTS, TCT, APC) erarbeitet und dem Klein- und Mittelstand zugänglich gemacht. Diesen Know-How-Aufbau können die in Deutschland ansässigen KMU-Anwender allein nicht leisten, so dass das geplante Projekt eine fundamentale Bedeutung für die Absicherung der Qualität und Zuverlässigkeit ihrer Produkte hat. In Form von definierten Kriterien oder formulierten Bewertungsempfehlungen können die Projekterkenntnisse nachfolgend in industrielle Qualitätsmanagementsysteme überführt werden sowie in Merkblätter (z.B. DVS) oder Normen einfließen.