Modellierung des Ultraschall-Drahtbbondprozesses

Durch den teils sehr hohen Zeitaufwand und die damit verbundenen Kosten für die experimentelle Optimierung des Drahtbondprozesses ist die Simulation als Entwicklungstool bei der Auslegung neuer Drahtbondprozesse eine wichtige Komponente. Zudem ist trotz der kurzen Prozesszeiten, der kleinen Abmessungen des Bondtools und des Drahtes mit Modellen ein tiefer Einblick in die Prozessabläufe möglich. Auf Basis der am Lehrstuhl entwickelten Modelle kann eine modellbasierte Optimierung der Prozessparameter erfolgen.

Im Rahmen des Projektes "InCuB" innerhalb des BMBF-geförderten Spitzenclusters "it's owl" wurde ein Modell entwickelt, welches den Bondprozess ganzheitlich in seinen wichtigsten Bestandteilen abbildet. Dieses Modell wird in aktuellen Arbeiten am Lehrstuhl kontinuierlich weiterentwickelt. Hierbei wird ein Ansatz der Co-Simulation zwischen MATLAB und ANSYS verfolgt. Dieses Modell umfasst ein integriertes Finite-Elemente-Modell, welches die momentane Drahtdeformation berechnet und die Kontaktergebnisse an die MATLAB-Simulation überträgt. Das bisher auf maschinellem Lernen basierende Modell für die Drahtdeformation wird durch ein physikalisch basiertes Materialmodell ersetzt, welches auf experimentellen Untersuchungen basiert. Um den experimentell beobachteten Einfluss der Untergrunddynamik auf das Bondergebnis analysieren zu können, wurden die dynamischen Modelle in MATLAB um ein Untergrundmodell erweitert.