DE3343250A1 - Connector for electronic components - Google Patents

Connector for electronic components

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Albrecht Dipl.-Phys. Dr. 6454 Bruchköbel-Oberissigheim Bischoff
Holger 6456 Langenselbold Eisentraut
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/02—Soldered or welded connections

Abstract

A connector for electronic components is composed of copper or a copper alloy. In the vicinity of its connecting fingers for the electronic component, it has a nickel layer and a bonding layer composed of rolled-on aluminium or an aluminium alloy. If the connector is composed of a copper alloy, a layer composed of oxygen-free copper is also provided between the nickel layer and the copper alloy. The nickel layer contains less than 0.05% impurities. CuSn6 is preferably used as copper alloy and AlSi0.5 as bonding layer.

Description

"Verbindungsbauteil für elektronische Bauelemente" "Connection component for electronic components"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungsbauteil, insbesondere einen Leiterkamm oder eine Klemmleiste,für elektronische Bauelemente, utie Halbleiterbauelemente, das aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung besteht, auf das weinigstens im Bereich seiner dem elektronischen Bauelement zugeordneten Anschlußfinger eine Nickelschicht und auf dieser eine Bondschich aufgebracht ist.The invention relates to a connecting component, in particular a conductor comb or a terminal strip, for electronic components, utie semiconductor components, that consists of copper or a copper alloy, at least in the area its connecting fingers assigned to the electronic component have a nickel layer and on this a bond layer is applied.

Verbindungsbauteile der vorbeschriebenen Art sind bekannt.Connection components of the type described above are known.

Bei diesen besteht die Bondschicht aus Gold. Bei den bekannten Verbindungsbauteilen können sich bei Verwendung von Aluminium-Bonddrähten im Grenzbereich der Gold-Bondschicht intermetallische Au-Al-Phasen bilden, durch die die Haftfestigkeit der Aluminium-Bonddrähte an der Gold-Bondschicht erheblich vermindert wird. Daneben ist zu erwähnen, daß durch die Verwendung von Gold für die Bondschicht die Verbindungsbauteile erheblichen Preisschwankunyon unterworfen sind.In these, the bond layer consists of gold. With the known connecting components If aluminum bonding wires are used, this can occur in the border area of the gold bonding layer Form intermetallic Au-Al phases, through which the adhesive strength of the aluminum bonding wires at the gold bond layer is considerably reduced. It should also be mentioned that due to the use of gold for the bond layer, the connection components are considerable Are subject to price fluctuations.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbindungsbauteil zu schaffen, bei dem die Probleme der spröden intermetallischen Phasen beseitigt sind und das preiswert herstellbar ist.The object of the invention is to create a connecting component in which the problems of the brittle intermetallic phases are eliminated and that is inexpensive to manufacture.

Gelöst wird diese Aufgabe für ein Verbindungsbauteil der eingangs charakterisierten Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Bondschicht aus einer aufgewalzten Schicht aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung besteht.This problem is solved for a connecting component of the initially characterized type according to the invention in that the bond layer consists of a rolled-on Layer made of aluminum or an aluminum alloy.

Bewährt hat es sich bei einem erfindungsgemäßen Verbindungsbauteil eine Nickelschicht zu verwenden, die weniger als 0,05es Verunreinigungen enthält. Wenn das Verbindungsbauteil aus einer Kupfer-Legierung besteht, so wird vorteilhafterweise zwischen der Kupfer-Legierung und der reinen Nickelschicht noch eine Schicht aus sauerstoff-freiem Kupfer angeordnet.It has proven itself in a connection component according to the invention to use a nickel layer that contains less than 0.05es impurities. If the connecting component consists of a copper alloy, it is advantageous Another layer is made between the copper alloy and the pure nickel layer oxygen-free copper arranged.

Die Dicke dieser sauerstoff-freien Kupferschicht beträgt etwa 5 bis 50°Ó der Summe der Dicke der Schichten aus Kupfer + Nickel + Aluminium oder Aluminium-Legierungen.The thickness of this oxygen-free copper layer is about 5 to 50 ° Ó the sum of the thickness of the layers of copper + nickel + aluminum or aluminum alloys.

Bevorzugt besteht das Verbindungsbauteil aus einer CuSn6-Legierung. Als Aluminium-Legierung für die Bondschicht hat sich eine Legierung aus AlSiO,5 bewährt.The connecting component preferably consists of a CuSn6 alloy. An alloy of AlSiO.5 has proven to be the aluminum alloy for the bond layer proven.

Die erfindungsgemäß ausgebildeten Verbindungsbauteile können gestanzt und gebogen werden, ohne daß ein Lösen des Schichtverbundes beobachtet wird.The connecting components designed according to the invention can be punched and bent without any loosening of the layer composite being observed.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Verbindungsbauteil dargestellt sowie dessen Verwendung.In the figures is an embodiment of an inventive Connection component shown and its use.

Figur 1 zeigt ein Verbindungsbauteil in Draufsicht.Figure 1 shows a connecting component in plan view.

Figur 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch das Verbindungsbauteil gemäß Figur 1 entlang der Linie A - B.FIG. 2 shows a vertical section through the connecting component according to FIG Figure 1 along the line A - B.

Figur 3 zeigt schematisch ein eingebautes Verbindungsbauteil. Das in Figur 1 dargestellte Verbindungsbauteil stellt einen Leiterkamm dar. Er besteht aus Querstegen 1, die über stromleitende Verbindungsstege 2 miteinander verbunden sowie aus Anschlußfingern 3 mit der Bondschicht 4 versehen sind. Die Querstege 1, die Verbindungsstege 2 und die Anschlußfinger 3 bestehen in dem Ausführungsbeispiel aus einer CuSn6-egierung.Figure 3 shows schematically a built-in connecting component. That The connecting component shown in Figure 1 represents a ladder comb. It consists of transverse webs 1, which are connected to one another via conductive connecting webs 2 as well as connecting fingers 3 are provided with the bonding layer 4. The cross webs 1, the connecting webs 2 and the connecting fingers 3 exist in the embodiment made of a CuSn6 alloy.

Außerdem weisen die den Bondschichten gegenüberliegenden Anschlußfinger 3' eine Kontaktschicht 7 auf, die aus galvanisch aufgebrachtem Zinn oder einer Zinn-Legierung besteht.In addition, the connecting fingers opposite the bonding layers have 3 'has a contact layer 7 made of galvanically applied tin or a tin alloy consists.

Wie sich auf Figur 2 ergibt, ist im Bereich der Bondfläche 4 auf den Kontaktfingern 3 die Kupferschicht 5 aus sauerstoff-freiem Kupfer und zwischen der Bondschicht 4 aus einer AlSiO,5-Legierung und der Kupferschicht 5 eine Nickelschicht angeordnet, die höchtens 0,05 °Ó Verunreinigungen enthält.As can be seen from Figure 2, is in the area of the bonding surface 4 on the Contact fingers 3, the copper layer 5 made of oxygen-free copper and between the Bond layer 4 made of an AlSiO.5 alloy and the copper layer 5 is a nickel layer arranged, which contains no more than 0.05 ° Ó impurities.

Die Schichten 5, 6 und 4 werden auf den Fingern 3 nach dem Walzplattierverfahren aufgebracht.The layers 5, 6 and 4 are applied to the fingers 3 by the roll cladding process upset.

Die Dicke der sauerstoff-freien Kupferschicht 5 beträgt etwa 5 Fm die der reinen Nickelschicht 6 beträgt etwa 10 Fm und die der Bondschicht 4 aus einer A1SiO,SLegierung beträgt etwa 6 tim. Die Dicke des Fingers 3 aus der CuSn6-Legierung beträgt im Bereich des Schichtuerbundes etwa 750 Wm.The thickness of the oxygen-free copper layer 5 is approximately 5 μm that of the pure nickel layer 6 is about 10 μm and that of the bonding layer 4 an A1SiO, S alloy is about 6 tim. The thickness of the finger 3 made of the CuSn6 alloy is about 750 Wm in the area of the shift federation.

Aus Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel ersichtlich, wie ein erfindungsgemäßes Verbindungsbauteil mit einem Halbleiterbauelement zum Einsatz gelangt. Das Halbleiterbauelement ist mit der Bezugsziffer 8 versehen. Es ist auf einem Substrat 9 angeordnet und über den Bonddraht 10, der beispielsweise aus einem Aluminium-Feinstdraht besteht, mit der Bondschicht 4 des Verbindungsbauteils verbunden. Das Verbindungsbauteil ist durch das aus Kunststoffspritzguß bestehendc Gehäuse 11 hindurchgeführt und kann über die Kontaktschicht 7 aus Zinn oder einer Zinn-Legierung mit einem üblichen Stecksockel verbunden werden.From Figure 3, an embodiment can be seen, such as one according to the invention Connection component with a semiconductor component is used. The semiconductor component is provided with the reference number 8. It is arranged on a substrate 9 and via the bonding wire 10, which consists, for example, of an extremely fine aluminum wire, connected to the bonding layer 4 of the connecting component. The connecting component is passed through the plastic injection molded housing 11 and can over the contact layer 7 made of tin or a tin alloy with a conventional Sockets are connected.

Claims (6)

"Verbindungsbauteil für elektronische Bauelemente" Patentansprüche o Verbindungsbauteil, insbesondere Leiterkamm oder Klemmleist-e,für elektronische Bauelemente, wie Halbleiterbauelemente, das aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung besteht, auf das weinigstens im Bereich seiner dem elektronischen Bauelement zugeordneten Anschlußfinger eine Nickelschicht und auf dieser eine Bondschicht aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bondschicht (4) aus einer aufgewalten Schicht aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung besteht. "Connection component for electronic components" claims o Connection component, in particular a ladder comb or terminal strip, for electronic Components such as semiconductor components made from copper or a copper alloy consists of at least in the area of its associated with the electronic component Connecting finger a nickel layer and on this a bond layer is applied, characterized in that the bonding layer (4) consists of an expanded layer Aluminum or an aluminum alloy. 2. Verbindungsbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickelschicht (6) weniger als 0,05 Verunreinigungen enthält. 2. Connecting component according to claim 1, characterized in that the nickel layer (6) contains less than 0.05 impurities. 3. Verbindungsbauteil nach den Ansprüchen 1 und/oder 2 aus einer Kupfer-Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kupfer-Legierung und der Nickelschicht eine Schicht (5) aus sauerstoff-freiem Kupfer angeordnet ist. 3. Connection component according to claims 1 and / or 2 from one Copper alloy, characterized in that between the copper alloy and a layer (5) of oxygen-free copper is arranged on the nickel layer. 4. Verbindungsbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Kupferschicht 5 bis 50°Ó der Summe der Dicke der Schichten aus Kupfer, Nickel und Aluminium oder Aluminium-Legierung beträgt.4. Connecting component according to claim 3, characterized in that the thickness of the copper layer 5 to 50 ° Ó the sum of the thickness of the layers of copper, Nickel and aluminum or aluminum alloy is. 5. Verbindungsbauteil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupfer-Legierung aus CuSn6 besteht.5. Connecting component according to claims 1 to 4, characterized in that that the copper alloy consists of CuSn6. 6. Verbindungsbauteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bondschicht (4) aus einer Legierung aus AlSiO,5 besteht.6. Connection component according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the bonding layer (4) is made from an alloy AlSiO.5 is made.
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