Wedge-Bonder im Einsatz

Orthodyne Electronics, Irvine (USA)

Mit steigenden Energiekosten kommt der Leistungselektronik eine immer größere Bedeutung zu: Effiziente Stromübertragung, Spannungswandlung, Leistungsregelung und elektronische Schalter sorgen für größtmögliche Schonung knapper Ressourcen. Derzeit ist dies – auch in Deutschland – besonders aktuell in der Automobilindustrie zu verfolgen, in der die Erfüllung strenger gesetzlicher Vorgaben und die Forderung nach gesteigerter Wirtschaftlichkeit Priorität genießen. Dies betrifft sowohl konventionelle Fahrzeugtechnik, bei der es vor allem ums Sprit sparen geht, als auch Neuentwicklungen hybrider Antriebskonzepte und hocheffizienter Dieseltriebwerke. Darüber hinaus spielt die Leistungselektronik unter anderem auch auch bei der Gebäudeautomatisierung, in der Heizungs- und Klimaregelung sowie in der Konsumer-Elektronik eine immer größere Rolle als flexible Möglichkeit nachhaltiger Betriebskostensenkungen.

An die dafür benötigten Leistungsmodule werden harte Anforderungen bezüglich Verlustarmut, Zuverlässigkeit und Einsatzbedingungen gestellt. Durch geeignete Verbindungstechnologien, wie das Ultraschall-Wedge-Bonden, können diese Eigenschaften sicher und effizient erfüllt werden. Als Spezialist für das Wedge-Bonden von Leistungselektronik stellt das führende US-Unternehmen Orthodyne Electronics zur SMT seine neue PowerRibbon-Verbindungstechnologie vor, die höhere Ströme mit weniger Verbindungen beherrscht.

Die Ansprüche der Zukunft werden von immer kleineren und leistungsfähigeren Halbleiter-Chips bestimmt, die in ständig kompaktere Leistungshalbleitergehäuse und Leistungsmodule eingebaut werden müssen. Die Technologie des Unternehmens beruht auf drei gut ausgebauten Kernkompetenzen: Ultraschall, industrielle Bildverarbeitung und schnelle Robotik hoher Präzision. Ihre aktuelle Ausprägung findet sie in den neu eingeführten Geräteplattformen, den hybriden Drahtbondern 3600 und 3700 sowie dem Doppelkopf-Halbleiter-Bonder 7200 für Leadframe Applikationen, die sich am Markt schnell durchsetzten. Deren Produktivität wird nur noch übertroffen von der neuesten „Plus Serie“, die auf den bewährten Plattformen 3600/3700 basiert und sich durch neueste Motion-Technologie, verbesserte Looping-Algorithmen, optionaler Offline-Programmierung und Orthodynes ALC (Active Loop Control)-Bondkopf Technologie mit bestem Freiraum seiner Klasse auszeichnet.

Die Entwicklung des Unternehmens vom Gerätelieferanten zum Mitgestalter neuer Fertigungsprozesse in enger Zusammenarbeit mit den Kunden führte zu wegweisenden Eigenentwicklungen, wie der Verbindungstechnik PowerRibbon. Diese verarbeitet feine Aluminiumbändchen mit Querschnitten von 0,75 x 0,075 mm (30 x 3 mil) bis 2,0 x 0,2 mm (80 x 8 mil) anstatt von runden Drähten. Durch die Übertragung höherer Ströme mit weniger Verbindungen können die Gehäuse noch kompakter ausfallen. Damit kombiniert PowerRibbon auch die Flexibilität und Robustheit des Bondens dicker Aludrähte mit höherer Stromdichte und niedrigerem RDSON. Durch seine Zuverlässigkeit, Effizienz und wegen der problemlosen Nachrüstbarkeit bestehender Anlagen gilt dieses Verfahren daher als modernste Verbindungsalternative für Leadframe-Anwendungen (kleine SO8, PQFN) und komplexe Leistungsmodule. Außerdem bietet es alle Möglichkeiten für höheren Durchsatz in der Fertigung gegenüber der herkömmlichen Runddrahttechnologie.

Das 1962 gegründete Unternehmen setzte von Anfang an auf starke Verbindungen nicht nur mit seinen Ausrüstungen zum automatisierten Drahtbonden, sondern auch zum Kunden. So entstand in enger Kooperation mit künftigen Anwendern die Geräteplattform M360, mit der sich das Unternehmen einen führenden Platz am Markt erkämpfte. Die M360 galt dank ständiger Innovation lange Zeit als Standardausrüstung für die automatisierte Assemblierung von Leistungshalbleitern und hybriden Leistungsmodulen für den Markt der Automobilelektronik und der Stromrichtertechnik.

Orthodyne ist ein mittelständiges, inhabergeführtes Unternehmen, im Besitz seiner etwa 250 Mitarbeiter: Daher kann sich die Firma voll auf die Kundenanforderungen konzentrieren, anstatt jedes Quartal die Ansprüche fremder Anteilseigner erfüllen zu müssen. Dies hat insbesondere zur Folge, dass langfristige Projekte erfolgreich angegangen und Entscheidungen nach Kunden- und Marktanforderungen getroffen werden können. Vor dem Hintergrund der immer schnelleren und tiefgreifenderen Konjunkturzyklen in der Halbleiterbranche ist es für ein Unternehmen mittlerer Größe geradezu überlebensnotwendig, langfristige Ziele nicht aus den Augen zu verlieren. Anstatt auf temporäre Einbrüche mit der bekannten Hire-and-Fire-Mentalität zu reagieren, werden schwache Zeiten zum Cross-Training der Mitarbeiter und für Prozessverbesserungen gemeinsam mit den Kunden genutzt. Gewinnt die Konjunktur dann wieder an Fahrt, steht das Unternehmen in voller Besetzung mit innovativen Produkten bereit, den Aufschwung mit zu gestalten und seine Vorteile zu nutzen.

Um seinen Kunden in Asien und in Europa besseren Service bieten zu können, hat das Unternehmen in der letzten Zeit drei neue Niederlassungen in der VR China und in Deutschland eröffnet: Ein technisches Verbindungsbüro in Shanghai und die neu gegründete Orthodyne Electronics GmbH mit Sitz in Edling bei München mit einem „Technical Support Office“ in Nürnberg, von denen aus auch der osteuropäische Markt bedient wird. An allen Standorten wird Training, Support und die Demonstration der Ultraschall-Wedge-Bonder für dünne und dicke Drähte sowie für die PowerRibbon-Technologie angeboten.

SMT, Stand 9-112

EPP 422

„Meine Überzeugung ist: Für ein Unternehmen, das sich auf die Entwicklung und Herstellung von automatisierten Draht-Bondern spezialisiert, sind starke Verbindungen sehr wichtig. Allerdings formt Orthodyne Electronics die stärksten Verbindungen nicht nur mit seinen Ausrüstungen, sondern speziell zu seinen Kunden.“

Im letzten Jahr errang Orthodyne Electronics als Hersteller von Assemblierungs-Ausrüstungen die Spitzenposition des jährlichen Customer Satisfaction Survey on Chip Making Equipment der VLSI Research Inc. mit Bestnoten in den Kategorien Technologische Führungsposition, After-Sales-Support, Produkteigenschaften, Verfügbarkeit und Cost of Ownership. Seit Beginn der Teilnahme an dieser Wertung vor 14 Jahren war das Unternehmen jedes Jahr unter den ersten drei Spitzenreitern zu finden. Die Ergebnisse des Survey basieren auf Kundenbefragungen der Halbleiterhersteller, die 96 % des weltweiten Halbleitermarktes repräsentieren, durch VLSI Research zur Zufriedenheit mit ihren Zulieferern.