Formation of interconnection during ultrasound (US) micro welding: Metallurgical basic investigations of interfacial nanostructure formation at aluminium wire application

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Herbert Reichl
• Subject Area: Mechanical Properties of Metallic Materials and their Microstructural Origins
• Term: from 2002 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5381218

Obgleich die Drahtbondtechnik seit langem in großem Umfang industriell eingesetzt wird und mittlerweile einen sehr hohen Stand der Technik sowie eine weite Verbreitung erreicht hat, herrscht keine einhellige Meinung zu den metallkundlichen Abläufen vor, die zur Verbindungsbildung zwischen Drahtwerkstoff und Substratmetallisierung führen. Dies ist heutzutage aber insbesondere vor dem Hintergrund immer feinerer Bonddrähte und kleinerer Anschlussgeometrien sowie der derzeit im Stadium der Forschung und Entwicklung befindlichen Kontaktierung von Halbleiterbauelementen mit Kupferdrähten von enormer Wichtigkeit, um erfolgreich mit dieser Technik der fortschreitenden Miniaturisierung in der Mikroelektronik stand halten zu können. Die zur Verbindungsbildung beim Ultraschall-Wedge-Wedge-Bonden (US-Bonden) führenden Vorgänge laufen dabei in mehreren sich teilweise überlagernden Phasen ab. Neueste Untersuchungen belegen eine der eigentlichen Deformation und Volumenwechselwirkung zwischen Draht und Substrat vorangestellte, nur einige Millisekunden dauernde Reinigungsphase, in der sich die metallischen Gefüge der Bondpartner bis auf atomistische Größenordnung annähern. Metallkundliche Gefügeuntersuchungen in den einzelnen Stadien des Bondprozesses sollen im Rahmen dieses geplanten Forschungsvorhabens zu einem besseren Verständnis der Ausbildung einer mechanisch festen Verbindung zwischen den Fügepartnern beitragen und eine möglichst detaillierte Theorie zur Verbindungsbildung beim US-Bonden liefern.

• DFG Programme: Research Grants