DE102008060862A1 - Verfahren zur miniaturisierbaren Kontaktierung isolierter und unisolierter Drähte - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung ermöglicht die Kontaktierung von vorzugsweise Mikrobauteilen mit elektrischen Drähten. Durch Anwachsen von metallischen Mikro-Abscheidungen an Schnittflächen von Mikrokabeln wird ein Kontaktbereich geschaffen, der die Dosierung und Applikation eines Kontakthilfsstoffes vereinfacht, das Ultraschallbonden zulässt, eine definierte Größe des elektrisch leitfähigen Gebietes aufweist und die Kontaktierung sehr stabil isolierter Drähte zulässt. Das Verfahren ist im Nutzen und in Serie günstig anwendbar.

Description

  • Einleitung
  • Bei der Kontaktierung von elektrischen Bauteilen finden häufig isolierte Drähte Verwendung. In vielen Produkten führt der Trend zur Miniaturisierung von Bauteilen zu großen Materialeinsparungen. Die miniaturisierten Bauteile lassen sich aufgrund der kleinen Abmessungen in der Regel im Nutzen herstellen, so werden sehr viele Bauteile auf einem Träger parallel gefertigt, wodurch sich immense Kostenersparnisse ergeben. Die Miniaturisierung ermöglicht aber vor allem auch das Erschließen neuer Anwendungen durch miniaturisierte Bauteile und Baugruppen.
  • So kann beispielsweise in der Medizintechnik mittels sehr kleiner Sensoren der Blutdruck direkt in den Herzkranzgefäßen bestimmt werden. Miniaturisierte Aktoren können auch zum Aussenden und wiederum zum Empfangen von Schallwellen in den Herzkranzgefäßen verwendet und so über die Frequenzverschiebung die Flussgeschwindigkeit des Blutes bestimmt werden. Zusätzlich kann während Katheterisierungen mittels miniaturisierter Kraftsensoren die Reaktionskraft von Instrumenten in den Herzkranzgefäßen gemessen werden. Weitere Anwendungen von miniaturisierten elektrischen Bauteilen lassen sich in der Luft- und Raumfahrt, aber auch im Automobilbau, der Gebäudetechnik und in der Konsumgüterindustrie, und in Zukunft in nahezu allen Bereichen der Technik finden. Häufig müssen Mikro-Sensoren über mehrere Meter mit Energie versorgt und die Signale geleitet werden. Hierfür werden, im Besonderen wenn Verbindungslängen über 60 cm vorliegen, vorteilhaft elektrische Drähte, häufig Mikrokabel, verwendet. Um diese gegen Kurzschluss untereinander sowie gegen äußere Einflüsse zu schützen, sowie um einen mechanischen Schutz zu gewährleisten, können diese Drähte gegeneinander isoliert ausgeführt werden. Für viele Anwendungen ist eine besonders stabile, vollständig geschlossene Isolierung, die jeglichen Stromfluss auch in feuchter Umgebung unterbindet, notwendig.
  • Stand der Technik
  • Für die Herstellung von elektrischen Mikrobauteilen gibt es heutzutage Standard-Verfahren der Halbleitertechnik. Auch die Herstellung von elektrisch stabil isolierten Drähten ist Stand der Technik, beispielsweise bei der Herstellung von Drähten der Hochfrequenztechnik, die Durchmesser von unter 20 μm aufweisen können und kostengünstig aus Kupfer, und damit auch mit sehr hoher Leitfähigkeit, herstellbar sind. Derzeit gibt es allerdings kein Verfahren, welches die reproduzierbare, kostengünstige Kontaktierung von stabil isolierten, kostengünstigen Drähten auf Mikrobauteilen ermöglicht. Dieses Problem wird erstmals durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung gelöst.
  • Um isolierte Drähte zu elektrisch zu kontaktieren, muss an der Kontaktstelle ein Bereich geschaffen werden, der nicht isoliert, sondern gut elektrisch kontaktierbar ist. Ein bekanntes Kontaktierverfahren, welches in der Mikrotechnik Verwendung findet, ist das Ultraschall-Drahtbonden, welches zum Kaltverschweißen von Mikrodrähten den Standard darstellt. Um Mikrodrähte mit Längen größer 60 Zentimeter zu kontaktieren wird es seltener angewendet, da die Drahtzufuhr in der Regel durch eine sehr dünne Kapillare erfolgt, die zum Ziehen des Drahtes nicht optimiert ist. In der Regel wird das Drahtbonden für kurze Kontaktierungsstrecken vom Chip bis zum Chipträger angewendet. Neuere Bestrebungen zielen auf das Bonden elektrisch isolierter Drähte ab. Dies resultiert aus den immer kleiner werdenden Kontaktabständen und der geringeren Biegesteifigkeit dünnerer Drähte, so dass durch Umfallen vor dem Umspritzen eines Bauteils mit Kunststoff Kurzschlüsse entstehen könnten. Die Isolierung dieser bondfähigen Drähte ist darauf ausgelegt, leicht durch das Bondwerkzeug durchstoßen, beziehungsweise durch das Abflammen des Drahtes und der Bildung einer Kugel entfernt, beziehungsweise an der Kontaktstelle geschädigt zu werden. Weiterhin muss die Isolierung nur eine Kontaktstelle mit Flächengrößen im Bereich weniger Quadratnanometer isolieren, nämlich die Fläche zweier zufällig überlappender Drähte, und bei äußerst geringer mechanischer Belastung. Diese Bond-Verfahren sind somit nicht geeignet, günstige, stabil isolierte Kupferdrähte auf Mikrobauteilen zu kontaktieren. Eine weitere Erhöhung der Bondenergie würde zur Zerstörung des Bauteils führen. Die derzeitig erhältlichen Drähte, die zur Mikrokontaktierung geeignet wären, weisen nicht die notwendige Stabilität bezüglich mechanischer Abriebfestigkeit der Isolierung, keine vollständig geschlossene und somit wasserfeste Isolierung, sowie zu hohe Kosten auf. Die eingesetzten Metalle sind auf die Kontaktierung mittels Ultraschallbonden ausgelegt und weisen somit eine Duktilität auf, die einer möglichst hohen Reißfestigkeit des Drahtes entgegensteht, wie sie aber für einfache und kostengünstige Handhabung von langen Mikrodrähten wünschenswert und notwendig ist.
  • Ein weiteres Verfahren zur Kontaktierung elektrischer Drähte auf Mikrobauteilen ist das elektrisch leitfähige Kleben. Hierbei werden die Oberflächen der Kontaktstelle veredelt, beispielsweise durch einen Goldüberzug, um langzeitstabil einen geringen Übergangswiderstand zu erhalten. Schwierig hierbei ist die Dosierung des Kleb- oder Lothilfsstoffes im Nanoliterbereich. Der Auftrag mittels Mikrodispenser ist sehr aufwendig, da eine Ausrichtung an jedem Kontakt notwendig ist. Eine weitere Möglichkeit wäre der Auftrag des Kontakthilfsstoffes auf dem zu kontaktierenden Drahtende. Allerdings zieht der Kontakthilfsstoff aufgrund von Adhäsionskräften in der Regel ein Stück am Draht entlang, so dass im eigentlichen Kontaktbereich nicht ausreichend Kontakthilfsstoff verbleibt. Weiterhin ist die Schaffung eines definierten Kontaktbereiches am Drahtende schwierig. Möglichkeiten sind die Verwendung von veredelten und isolierten Kupfer- oder anderen veredelten Metalldrähten. Diese sind im Grundpreis aufgrund des hohen Edelmetalleinsatzes der Beschichtung bzw. Grundmaterials und der geringen Margen für Spezialanwendungen kostenintensiv. Zusätzlich erfordert eine notwendiger Entfernung der Isolierung im Kontaktbereich wiederum eine sehr exakte Einzelmanipulation. So könnte der Draht unter der Isolierung mittels einer Mikroklinge, Laserablation oder der Anwendung von lokaler Hitze oder von Lösungsmittel freigelegt werden. Dies ist aufwendig und kostenintensiv und besonders im Mikrobereich äußerst schwierig durchführbar und eine Quelle für Fehler.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren löst die Probleme der definierten Herstellung des nicht isolierten Bereiches, es ermöglicht die Herstellung geeigneter Oberflächenschichten in diesem Kontaktbereich und reduziert damit den Edelmetalleinsatz auf ein Minimum. Es ermöglicht gleichzeitig die Dosierung und Applikation des Kontakthilfsstoffes auf einfache Weise, in dem selben Positionierschritt wie er für die Ausrichtung der Drähte zur Kontaktierung sowieso angewendet werden muss. Es erlaubt die Wahl einer auf die Anwendung optimierten stabilen Isolierung, unabhängig von Ausführung der Kontaktierung. Es ermöglicht den Einsatz kostengünstigster sowie mechanisch stabiler Standarddrähte, beispielsweise von Kupferdrähten aus der Hochfrequenztechnik.
  • Folgende Probleme werden durch das Verfahren gelöst:
    • – Kostengünstige Herstellung eines mikro-strukturierten, definierten Kontaktbereiches, dessen Abmessungen im Sub-Mikrometerbereich gesteuert werden können,
    • – Herstellung eines definierten Kontakt-Materialsystems bei minimalem Materialeinsatz
    • – Sehr gute Dosierung und Applikation eines Kontakthilfsstoffes (Kleber, Lot, etc.)
    • – Reduzierung der Anzahl von Justageschritten
  • Im besonderen löst das Verfahren das elektrische Kontaktieren von Mikrosensoren an einer dünnen langgestreckten Einrichtung wie einem Führungsdraht oder Katheter. Es kann aber auch für weitere Anwendungen im Bereich der Kontaktierung von Mikrobauteilen mit langen, isolierten Drähten vorteilhaft angewendet werden, bei denen die Kriterien hohe Isolationsfestigkeit und geringer Preis der Leitung wichtige Anforderungen darstellen.
  • Lösung des Problems
  • Aus der Hochfrequenztechnik sind dünne Drähte mit mechanisch stabiler, vollständig geschlossener, „pinholefreier” Isolierung schon länger Stand der Technik und aufgrund der hohen Abnahmemengen sehr kostengünstig. Diese Drähte sind vor allem auf minimalen Durchmesser mit Dicken um ca. 20 μm und hohe Reißfestigkeit optimiert, Letzteres um stabile Prozesse in der Verarbeitung zu gewährleisten. Sie bestehen aus sehr günstigen Kupfer, bzw. Kupferlegierungen, welches gleichzeitig eine hohe Reißfestigkeit und einen geringen spezifischen Widerstand aufweist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet im einfachsten und günstigsten Fall diese Drähte. Durch Abschneiden mit einem scharfen Werkzeug entsteht eine definierte Schnittkante mit einem Durchmesser von ca. 20 μm bei Standard-Drahtdicken. Auf diese frisch geschaffene Querschnittsfläche wird, vorzugsweise galvanisch aus einem Nickel-Sulfamatbad, direkt nach Ausführung des Schnittes Nickel abgeschieden. Durch Einstellen der Stromstärke kann die Abscheiderate und durch Einstellen der Beschichtungszeit weiterhin die Nickeldicke eingestellt werden. Die Nickelschicht kann sehr dünn ausgeführt werden. Dann erfolgt eine Beschichtung des Kupferdrahtes nur auf der Frontfläche und ein kleines Stück unter der Isolierung. Somit können sehr kleine Kontaktflächen erzeugt werden. In der vorliegenden Anwendung wird allerdings eine etwas größere Menge Nickel abgeschieden, so dass sich eine kugel- oder pilzförmige Abscheidung (Bump) an der Drahtspitze bildet (vdl. 2a + b)). Diese Kugel wird in einem weiteren Schritt entweder stromlos oder auch galvanisch selektiv mit Gold beschichtet. Aufgrund der weiterhin vorhandenen Isolierung des Drahtes wird nur die abgeschiedene Kugel mit Gold beschichtet, wodurch der Edelmetalleinsatz auf ein notwendiges Minimum begrenzt wird. Der Prozess kann vorzugsweise im Nutzen ausgeführt werden, es können also mehrere Drähte gleichzeitig prozessiert werden, beziehungsweise diese Nutzen können auch seriell sehr zügig weiterverarbeitet werden.
  • Nach dem Spülen der Drähte erfolgt die Kontaktierung. Hierbei werden die Drähte grob über dem Bauteil vorpositioniert und mittels eines Werkzeuges, im einfachsten Fall einer Stecknadel, der vorzugsweise flüssige Lothilfsstoff auf der Kontaktbeschichtung aufgebracht. Aufgrund der Ausführung als kugel- oder pilzförmige Abscheidung zieht der Lothilfsstoff nur auf der hergestellten Abscheidung auf, wodurch die Menge des Kontakthilfsstoffes auf einfache Weise begrenzt und über die Größe der Abscheidung definiert eingestellt ist. Im Gegensatz zur Verwendung von normalen geradlinigen Drähten befindet sich damit der Kontakthilfsstoff direkt an der Kontaktstelle. Durch Zusammenfügen des Drahtendes und der Kontaktstelle des Bauteils zieht der Kontakthilfsstoff von der Kugel auch auf das Kontaktfeld des Bauteils auf. Damit ist die Kontaktierung hergestellt. Je nach verwendeten Stoffen und nachfolgenden Prozessen kann ein Ausheizen des Kontaktstoffes, beispielsweise durch eine unter dem Bauteil angebrachte Heizung, notwendig sein. Auch ein nachfolgendes Verkleben der Drahtkontaktierung mit dem Bauteil mittels eines nicht leitfähigem Klebstoff kann für eine erhöhte mechanische und elektrische Stabilität der Kontaktierung dienlich sein. Mit einer weiteren sehr effizienten Kontaktierungstechnik wird der Kontakthilfsstoff nicht verwendet und die Kontaktierung direkt mittels Kaltverschweißung (Drahtbondtechnik) oder mittels Heißverschweißung durch Strom-, Laser- oder Funkenschweißverfahren ausgeführt. Mögliche Variationen im Prozess sind die Behandlung der Schnittkante mittels verdünnter Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid, um die Haftfestigkeit der Abscheidung zu erhöhen beziehungsweise um eine optimierte Oberfläche zu schaffen, wenn die Zeit zwischen Schnitt und erster Beschichtung länger als fünf Minuten beträgt. Weitere Variationen sind der Austausch der galvanischen gegen eine chemische Beschichtungen, die zwar nicht so einfach im Prozess zu überwachen sind, dafür aber das elektrische Kontaktieren des nicht zu beschichtenden Drahtendes entfallen kann. Weitere, aber in der Regel nicht notwendige, Variationen des Prozesses können durch die Optimierung der Schnittkante erfolgen, die beispielsweise schräg ausgeführt werden, bzw. durch Anschleifen in einem Halter oder durch einfaches Anritzen der Isolierung erfolgen kann. Obwohl Nickel besondere Vorteile bezüglich der Haftfestigkeit auf Kupfer, der Unterbindung der Diffusion von Kupfer in Gold sowie eine einfache stabile Prozessführung ermöglicht, so ist doch der beispielhafte Prozess nicht auf die vorgestellten Materialkomponenten begrenzt und andere galvanische oder chemische Beschichtungssysteme können eingesetzt werden.
  • Somit bietet das Verfahren besondere Vorteile aufgrund einer definierten Struktur, sowie zusätzlich eine besonders einfache Dosierung des Hilfsstoffes, also von Kleber oder Lot. Da die selektiv die Kontaktstelle modifiziert werden kann, können Leitungsdraht, Isolierung und Kontaktgebiet einzeln optimiert werden. Damit sind isolierte Drähte mit günstiger aber stabiler Isolierung herstellbar und erstmalig auf Mikrokontakten kontaktierbar, da sich bei stabilen Isolierungen kein definierter Kontaktbereich schaffen lässt.
  • Im Stand der Technik sind einige Kontaktierungen bekannt, bei denen elektrisch leitfähige Schichten aufgewachsen werden, oder kugelförmige Gebilde zur Kontaktierung verwendet werden.
  • So beschreibt die GB 1024540 eine Befestigungsmöglichkeit von leitfähigen Stiften in nicht leitfähigen Substarten unter Hitzeeinwirkung. Diese Anmeldung greift nicht die Mikrostrukturierbarkeit und das Schaffen von definierten Kontaktgebieten an isolierten Drähten auf.
  • In der DE 195 35 282 A1 wird die Schaffung von diskreten Kontaktgebieten mittels chemischer Abscheidung von Metallen beschrieben. Es greift nicht die Schaffung eines elektrischen Kontaktgebietes an einem isolierten Draht auf.
  • Weitere Veröffentlichungen mit Kontaktierungen über kugelähnliche Gebilde beziehen sich beispielsweise auf die Verbindung zweier Bauteile oder eines Bauteils mit einer Leiterplatte, wie beispielsweise die Kontaktierung mittels elastischer kugelförmiger Gebilde, dargelegt in der JP 11031541 A .
  • Keine der bisherigen Veröffentlichungen zeigen Lösungen für die Schaffung eines mikrostrukturierten Kontaktgebietes an einem stabil isoliertem Draht auf.
  • Beschreibung und Beispiele
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich.
  • 1 ist die Ansicht eines konventionellen Drahtes mit Isolierung und appliziertem Kontakthilfsstoff.
  • 2a ist die Ansicht eines erfindungsgemäßen Drahtes mit Isolierung und kugelförmig abgeschiedenem Kontaktbereich.
  • 2b ist die Ansicht eines erfindungsgemäßen Drahtes mit Isolierung und pilzförmig bzw. andersförmig abgeschiedenem Kontaktbereich.
  • 3 zeigt die verbesserte Beschichtung der Abscheidung an der Kontaktstelle des erfindungsgemäßen mit Kontakthilfsstoff.
  • 4a stellt eine Kontaktierung eines Bauteils mittels erfindungsgemäßem Draht und Kontakthilfsstoff dar.
  • 4b stellt eine Kontaktierung eines Bauteils mittels erfindungsgemäßem Draht ohne Kontakthilfsstoff dar.
  • 5 ist die Skizze einer galvanischen Beschichtung der Drahtenden, die auch zur beidseitigen Beschichtung von ein und mehr Drähten genutzt werden kann.
  • 6 zeigt eine Möglichkeit zur automatisierten Fertigung von Drähten auf einem Trägerband.
  • 7 stellt die Bearbeitung eines Drahtes dar, der zur Weiterverarbeitung nicht getrennt, sondern auf eine Spule gewickelt wird.
  • Bei der Kontaktierung von Drähten (100) mit flüssigem Kontakthilfsstoff (101), wie z. B. Lot oder Klebstoff, zieht dieser bei Standarddrähten nicht an der Kontaktstelle an der Frontfläche des Drahtes auf, sondern wandert auf Grund von Adhäsion- und Kohäsionskräften ein Stück entlang des Drahtes und bildet eine Ansammlung ein einiger Entfernung zur Frontfläche des Drahtes, wie es in 1 dargestellt ist. Die Menge dieses Klebstoffes ist in der Regel unspezifisch und für eine Kontaktierung zu viel. Die Frontfläche des Drahtes bietet weiterhin in der Regel keine ausreichende Fläche für eine stabile elektrische und mechanische Kontaktierung.
  • Durch Abscheiden einer Beschichtung (102a) nach 2 kann aus einem einfachen Draht ein erfindungsgemäßer Draht erstellt werden. Dieser wird durch Schneiden, Schleifen oder Ähnlichem an der Frontfläche bearbeitet. Anschließend erfolgt durch Aufwachsen das Anhaften einer kugelförmigen, leitfähigen Abscheidung. Diese Abscheidung kann alternativ auch, wie in 2b dargestellt ist, pilzförmig oder andersartig ausgeführt sein. Sehr kurze Beschichtungszeiten ermöglichen ein Veredelung des Drahtes, längere Beschichtungszeiten erzeugen für die Dosierung des Kontakthilfsstoffes (101) spezielle Fließstoppkanten mit einer Ausrichtung im Winkel α, die Verhindern, dass der Kontakthilfsstoff auf den isolierten Draht aufzieht, sondern im Kontaktbereich verbleibt.
  • Dies hat zur Folge, dass der Kontakthilfsstoff (101) wie in 3 dargestellt, nur auf der Abscheidung (102), und nicht wie in 1 dargestellt, auf dem Draht (100) aufzieht. Durch Variation der Größe der Abscheidung (102) lässt sich die zu applizierende Menge Klebstoff auf einfache Weise dosieren. Weitere Parameter zur Klebstoffdosierung sind ist das Verhältnis der Oberflächenaktivität der äußeren Beschichtung der Abscheidung und des Kontakthilfsstoffes, sowie die Oberflächenspannung und die Viskosität des Kontakthilfsstoffes. Für ein gewähltes Materialsystem verbleiben allerdings letztere Parameter konstant, so dass im Prozess die Menge des applizierten Kontakthilfsstoffes (101) auf einfache Weise über die Größe der Abscheidung (102) kontrolliert werden kann.
  • In 4a wird eine Kontaktierung mit dem erfindungsgemäßen Draht gezeigt. Durch Berührung der Abscheidung (102) mit dem Kontakthilfsstoff zieht dieser mit einer definierten Menge auf die Abscheidung auf. Die Dosierung des Kontakthilfsstoffes erfolgt somit auf sehr einfache Weise. Wenn Kontakthilfsstoff auf der Abscheidung appliziert ist, kann der Kontaktbereich mit der zweiten Kontaktfläche in Kontakt gebracht werden und eine definierte Menge Kontakthilfsstoff zieht von der Abscheidung (101) auf dem Kontaktfläche (103) des Bauteils (104) auf und stellt so die elektrische Kontaktierung her.
  • Eine weitere sehr günstige Kontaktierungsart mit die im Besonderen mit dem erfindungsgemäßen Draht möglich wird, ist auch die Kontaktierung ohne Kontakthilfsstoff mittels Ultraschall-Verschweißung nach 4b. Hierbei ist eine weitere Positionierung des Bondwerkzeugs (113) zusätzlich zum Draht notwendig, allerdings können bewährte Technologien auf die Kontaktierung stabil isolierter Drähte angewendet werden. Somit wird auch die Ultraschallbontechnologie auf stabil isolierte Drähte anwendbar.
  • Eine bevorzugte Herstellungsweise ist die Abscheidung mittels galvanischer Beschichtung nach 5. Hierbei kann die Stromstärke über die Zeit mit einem Integrator (109) integriert werden und somit über die geflossene Ladung die Größe der Abscheidung sehr exakt eingestellt werden. Hierbei werden die Frontflächen der Drahtenden durch eine benanntes Verfahren freigelegt und in ein mit Elektrolyten gefülltes Behältnis (105) eingeführt. Das zweite Drahtende wird elektrisch kontaktiert, beispielsweise über eine elektrischen Kontakt oder, wie in 5 dargestellt, über einen zweiten elektrolytischen Kontakt. Letzteres vereinfacht die Beschichtung von Mikrokabeln, die schwierig zu kontaktieren sind. Alternativ kann die Abscheidung auch zeitgesteuert stromlos aus reduktiven chemischen Bädern erfolgen. In der Regel sollte nach der ersten Abscheidung eine Veredlung der Oberfläche erfolgen. Dies ermöglicht die langzeitstabile Kontaktierung mit Klebstoff, verhindert die Oxidation zum Bonden und ermöglicht die Einstellung der Klebermenge aufgrund der Oberflächenaktivität der äußeren Beschichtung. Die Beschichtungen können wiederum galvanisch, chemisch oder im Letzteren einfach durch Eintauchen in eine Lösung des zu beschichtenden Stoffes erfolgen.
  • Die 6 zeigt ein prinzipielles Fertigungsverfahren der erfindungsgemäßen Drähte. Es sind einer oder eine Vielzahl von Drähten auf einem Trägersubstrat (110) fixiert. In dieses Substart werden beispielsweise mittels Stanzen Löcher eingefügt, die elektrisch leitfähige Flächen des Drahtes freilegen. Alternativ genügt es auch, nur den Draht anzuritzen oder durchzusägen, und den Träger nur minimal zu schädigen. Dies ermöglicht eine einfache Weiterverarbeitung.
  • In 7 ist ein alternatives Fertigungsverfahren des erfindungsgemäßen Drahtes dargestellt. Hier wird die Isolierung nur in einem sehr kleinen Bereich entfernt, beispielsweise durch Anritzen, der Draht durch die Beschichtungs- und Spülbäder geführt und abschließend zur Weiterverarbeitung auf eine Spule (112) aufgewickelt. Die Vereinzelung der Drähte kann beim Anwender durch einfaches Reißen an einer Engstelle, durch die der Draht geführt wird, erfolgen, deren Durchmesser gesteuert wird, beziehungsweise in die der Draht alternierend eingelegt wird. Der Durchmesser der Engstelle muss größer als der Drahtdurchmesser, aber kleiner als der Durchmesser der Beschichtung ausgeführt sein.
  • Die Beschreibungen sind als Erklärung des Prozesses ausgeführt und sind in verschiedenen Kombinationen und Variationen anwendbar.
    • 100
    Isolierter Draht
    101
    Kontakt-Hilfsstoff
    102a + b
    Aufgewachsene, leitfähige Abscheidung
    103
    Anschlussfläche des Bauteils
    104
    Bauteil (Mikro-Chip, etc.)
    105a + b
    Gefäß mit Elektrolyt
    106a + b
    Elektroden im Elektrolyt
    107
    Strom- oder Spannungsquelle
    108
    Elektrischer Leiter
    109
    Integrator
    110
    Träger
    111
    Stanzloch im Träger
    112
    Spule
    113
    Bondwerkzeug
    α
    Winkel zwischen Beschichtung und Drahtlängsachse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - GB 1024540 [0014]
    • - DE 19535282 A1 [0015]
    • - JP 11031541 A [0016]

Claims (12)

  1. Verfahren zur Kontaktierung von isolierten und unisolierten elektrischen Drähten (100), dadurch gekennzeichnet, dass • ein definierter Kontaktbereich (102) durch Anwachsen eines leitfähigen Stoffes an einem Draht erzeugt wird, • der Draht durch eine leitfähige Beschichtung (102) an der Kontaktfläche einen vergrößerten Durchmesser aufweist, • die Beschichtung (102) einen Winkel α größer 0,5° mit der Längsachse des Drahtes bildet, • die Beschichtung durch einen Beschichtungsprozess erfolgt, der bei Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur der Legierungsbestandteile der Materialien und unterhalb der Zerstörungstemperatur einer möglichen Isolierung erfolgt.
  2. Kontaktierverfahren mit einem Draht (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (102) an der Stelle erfolgt, an der eine Isolierung des Drahtes (100) entfernt oder durchlässig gemacht wird.
  3. Kontaktierverfahren mit einem Draht (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung durch Schneiden des Drahtes (100), durch Anritzen oder Anschleifen der Isolierung sowie durch weitere mechanische oder thermische Verfahren geöffnet wird.
  4. Kontaktierverfahren mit einem Draht (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Öffnung der Isolierung eine Fläche des Drahtes freigelegt oder erzeugt wird, die durch eine Variation des Schnittwinkel des Werkzeuges oder durch Quetschen des Drahtes (100) eine elektrisch leitfähige Fläche erzeugt, die kleiner, gleich, oder größer als die Durchmesserfläche des Drahtes (100) ist.
  5. Kontaktierverfahren mit einem Draht (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (102) der Kontaktfläche elektrochemisch durch galvanische Beschichtung erfolgt.
  6. Kontaktierverfahren mit einem Draht (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (102) der Kontaktfläche stromlos durch chemisch reduktive Beschichtung oder durch Tauchen erfolgt.
  7. Kontaktierverfahren mit einem Draht (100) nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (102) der Kontaktfläche spezielle Oberflächenrauhigkeiten und eine angepasste Oberflächenaktivität aufweist, um eine Dosierung eines Kontakthilfsstoffes (101) zu vereinfachen.
  8. Kontaktierverfahren mit einem Draht (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung des Drahtes (100) mit einem Bauteil (104) mit einem Kontakthilfsstoff (101) wie Lot oder elektrisch leitfähigem Klebstoff erfolgt.
  9. Kontaktierverfahren mit einem Draht (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung des Drahtes mit einem Bauteil (104) ohne Kontakthilfsstoff (101) mittels Schweißverfahren wie Ultraschallschweißen-Bonden- oder Laserschweißen erfolgt.
  10. Kontaktierverfahren mit einem Draht (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Drähte (100) gleichzeitig auf einen Träger prozessiert werden.
  11. Kontaktierverfahren mit einem Draht (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Drähte 100 gleichzeitig ohne einen Träger (110) prozessiert werden.
  12. Kontaktierverfahren mit einem Draht (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Isolierung nach der Prozessierung entfernt wird und unisolierte Drähte zum Kontaktieren von Bauteilen (104) verwendet werden.
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