Hrg. Thomas Posch,
"Messung der räumlichen Verteilung des Magnetfeldes oberhalb von Halbleiterbausteinen zur Erkennung fehlender Bonddrähte"
, 7-2015
Original Titel:
Messung der räumlichen Verteilung des Magnetfeldes oberhalb von Halbleiterbausteinen zur Erkennung fehlender Bonddrähte
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Die elektrische Verbindung zwischen der elektrischen Schaltung im Gehäuseinneren des ICs, und dem Gehäusepin, erfolgt über sogenannte
Bonddrähte.
Ab einer gewissen Stromstärke müssen mehrere Bonddrähte parallel platziert werden, um den Widerstand und dadurch die Verlustleistung an den
Bonddrähten zu reduzieren.
Tritt bei einem der Bonddrähte ein Defekt auf, müssen die verbleibenden zwei Bonddrähte den gesamten Strom tragen, was zu einer thermischen
Mehrbelastung und kürzeren Lebensdauer des ICs führt. An
Komponenten die in Automobilen, in sicherheitsrelevanten Systemen, wie Airbagsteuerungen oder Antiblockiersystemen zum Einsatz kommen, werden
erhöhte Anforderungen an ihre Zuverlässigkeit gestellt.
Tritt ein Defekt in der Produktion an einem der Bonddrähte auf, muss dieser entweder mit einer hinreichenden Wahrscheinlichkeit erkannt
werden, oder die Bonddrähte müssen mehrfach redundant ausgelegt werden,
was zu erhöhten Produktionskosten führt. Diese Arbeit stellt ein ?Proof of Concept? dar und soll ausloten, inwieweit eine Detektion der
Fehlerfälle möglich ist und welche Herausforderungen
für eine erfolgreiche Integration des Testkonzeptes in die Produktion noch gemeistert werden müssen.
Das Testkonzept besteht dabei einerseits aus der Messung der räumlichen Verteilung des Magnetfeldes oberhalb der Bonddrähte und andererseits
aus der darauf folgenden Datenverarbeitung zur Erkennung von
defekten Chips. Abhängig vom Defektbild ändert sich die Stromdichte pro Bonddraht und dadurch auch die räumliche Verteilung des Magnetfeldes
außerhalb der Bonddrähte. Zur Messung des Magnetfeldes kamen
Prototypen von GMR Zeilensensoren zum Einsatz, die von Infineon entwickelt wurden.
Sprache der Kurzfassung:
Deutsch
Englischer Titel:
Measuring the magnetic field distribution above semiconductors for fault detection on wirebonds
Englische Kurzfassung:
The integrated circuit (IC) is electrically connected over several wirebonds to the package pins. Above a certain current level, two or more
wirebonds have to be placed in parallel to minimize the power
dissipation and to guarantee the output resistance of the chip. In case of a fault at one or more of them, the remaining wirebonds have to
carry the current and due to this, the thermal stress is increasing
which is resulting in a shortened lifetime. Because the DUT is used in automobile applications, higher reliability requirements are applying.
The probability of fault detection has to be sufficient high or redundant wirebonds have to be placed, what is increasing the production
costs. This work is a ?Proof of Concept? and shows the possibility
of detecting wirebond faults by measuring the magnetic field distribution above the chip, caused by currents through the wirebonds. The
magnetic field distribution above the chip varies with the
different fault conditions. Prototypes of GMR based sensor arrays were used for measuring the magnetic field. The sensors were produced for
this purpose by Infineon. Furthermore the measured magnetic
field distributions of the fault conditions were compared with a simulation, which was developed on the JKU Linz during a PHD-thesis.