Intelligente Herstellung zuverlässiger Kupferbondverbindungen - Abschlussbericht zum Spitzenclusterprojekt InCuB

Dieses Buch beschreibt basierend auf dem gleichnamigen Innovationsprojekt im Spitzencluster it's OWL die Entwicklung intelligenter Verfahren und Systeme, um auch unter variablen Produktionsbedingungen eine zuverlässige Massenfertigung von Kupferbondverbindungen sicherzustellen.

Dabei wird der gesamte Prozess der Ultraschall-Verbindungsbildung modelliert. Dies beinhaltet u. a. ein Reibmodell mit gekoppeltem Anbindungsmodell, den Ultraschall-Erweichungseffekt und den Verschleiß des Bondwerkzeugs. Zudem wird das Konzept einer selbstoptimierenden Bondmaschine vorgestellt, welche Prozessparameter in Abhängigkeit von Störgrößen wie Verschleiß anpasst.

Das Ultraschallbonden mit Aluminiumdraht ist ein etabliertes Fertigungsverfahren zur Kontaktierung von Leistungshalbleitern. Zukünftige Leistungshalbleiterchips erfordern jedoch einen Technologiewechsel zu Kupferdraht. Die Prozessparameter unterscheiden sich dabei deutlich von den bekannten Aluminiumprozessen, ihre Wechselwirkungen sind weitestgehend unbekannt. 

Professor Walter Sextro studierte Maschinenbau mit dem Schwerpunkt Mechanik, Mess- und Regelungstechnik an der Leibniz Universität Hannover und am Imperial College in London. Er promovierte 1997 am Institut für Mechanik an der Universität Hannover und habilitierte auf dem Gebiet der Mechanik. Von Februar 2004 bis Februar 2009 war er Professor am Institut für Mechanik der Technischen Universität Graz. Prof. Sextro hat zum 1. März 2009 die Leitung des Lehrstuhls für Mechatronik und Dynamik übernommen. 

Dr. Michael Brökelmann ist Leiter der Vorentwicklung bei der Hesse GmbH, einem der führenden Hersteller von Ultraschall-Bondmaschinen für die Halbleiterfertigung. Seit 2006 arbeitet er an der Entwicklung und Charakterisierung von Ultraschallsystemen, der Bondprozessanalyse und an der Evaluierung neuer Verbindungstechnologien. Dr. Brökelmann studierte an der Universität Paderborn sowie an der University of Waterloo Canada und promovierte im Jahr 2008 zum Thema Entwicklung einer Methodik zur Online-Qualitätsüberwachung beim Ultraschall-Drahtbonden.