DE102016224631B4 - Elektrisch leitende Verbindung zwischen mindestens zwei elektrischen Komponenten an einem mit elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen bestücktem Träger, die mit einem Bonddraht ausgebildet ist - Google Patents

Elektrisch leitende Verbindung zwischen mindestens zwei elektrischen Komponenten an einem mit elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen bestücktem Träger, die mit einem Bonddraht ausgebildet ist Download PDF

Info

Publication number
DE102016224631B4
DE102016224631B4 DE102016224631.3A DE102016224631A DE102016224631B4 DE 102016224631 B4 DE102016224631 B4 DE 102016224631B4 DE 102016224631 A DE102016224631 A DE 102016224631A DE 102016224631 B4 DE102016224631 B4 DE 102016224631B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrically conductive
carrier
bonding wire
electrical components
components
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102016224631.3A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102016224631A1 (de
Inventor
Christoph Bayer
Uwe Waltrich
Andreas Schletz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE102016224631.3A priority Critical patent/DE102016224631B4/de
Priority to US15/837,280 priority patent/US20180166413A1/en
Publication of DE102016224631A1 publication Critical patent/DE102016224631A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102016224631B4 publication Critical patent/DE102016224631B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/552—Protection against radiation, e.g. light or electromagnetic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45139—Silver (Ag) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45147—Copper (Cu) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/45565—Single coating layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48095—Kinked
    • H01L2224/48097—Kinked the kinked part being in proximity to the bonding area outside the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4899—Auxiliary members for wire connectors, e.g. flow-barriers, reinforcing structures, spacers, alignment aids
    • H01L2224/48996—Auxiliary members for wire connectors, e.g. flow-barriers, reinforcing structures, spacers, alignment aids being formed on an item to be connected not being a semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/48998—Alignment aids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/8536—Bonding interfaces of the semiconductor or solid state body
    • H01L2224/85365—Shape, e.g. interlocking features
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/30107—Inductance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

Elektrisch leitende Verbindung zwischen mindestens zwei elektrischen Komponenten (2) und/oder Bauelementen (6) an einem mit elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen bestückten Träger, die mit einem Bonddraht (1) ausgebildet ist, wobei der Bonddraht (1) kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit den elektrischen Komponenten (2) und/oder Bauelementen (6) verbunden und bogenförmig zwischen den elektrischen Komponenten (2) und/oder Bauelementen (6) in einem Abstand zur Oberfläche des Trägers (7) sowie dort angeordneten elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen (6) geformt ist, wobeider Bonddraht (1) über seine Länge keine konstante Querschnittsfläche aufweist und in vorgebbaren Abständen Perforationen oder Einkerbungen ausgebildet sind, die Verformungshilfen und/oder ein Überlastsicherungselement bilden undder jeweilige Bonddraht (1) zwischen den elektrischen Komponenten (2) und/oder Bauelementen (6) mehrfach mit wechselnder Richtung gebogen ist, so dass Spitzen (1.1) oder Bereiche (1.2) einzelner Bögen in unterschiedlichen Abständen zur Oberfläche des Trägers (7) angeordnet sindund/oderzwischen der Oberfläche des Trägers und dem bogenförmigen Bonddraht (1) mindestens ein aus oder mit einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildetes Element (4) angeordnet und der elektrisch leitende Werkstoff in einem Abstand zum jeweiligen Bonddraht (1) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrisch leitende Verbindung zwischen mindestens zwei elektrischen Komponenten an einem mit elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen bestücktem Träger, die mit einem Bonddraht ausgebildet ist. Dabei handelt es sich zum Beispiel insbesondere um Träger für die Leistungselektronik, die mit erhöhten elektrischen Spannungsflanken und oder Stromflanken (erhöhte Schaltgeschwindigkeit) betrieben werden können. Miteinander elektrisch leitende Komponenten können dabei insbesondere Halbleiterbauelemente, passive Bauelemente, Leiterbahnen, Terminals, Kupferpads oder Schaltungsträger sein.
  • Ein Träger kann auch ein elektrisches Terminal, wie z.B. eine elektrisch leitende Verbindung oder ein elektrischer Kontakt in/an einem Bondrahmen sein.
  • Unter einem Bonddraht kann man aber auch einen lötbaren metallischen Leitungsträger in Form eines Rahmens (Leadframe), ein bandförmiges elektrisches Verbindungselement (Ribbon-Bond bzw. Stanzgitter bzw. Flex-Bond, Folien) verstehen. Nachfolgend soll in der Beschreibung und in den Patentansprüchen ausschließlich der Begriff Bonddraht genutzt werden, wobei darunter auch die hier genannten und weitere äquivalente flexible elektrisch leitende Verbindungen, insbesondere flexibel verformbare elektrisch leitende Verbindungen verstanden werden sollen.
  • Üblicherweise werden diese Träger mit Leistungshalbleiterelementen, Transformatoren, induktiven Elementen, Kondensatoren, Sensoren und elektrische Messwiderständen bestückt. Die elektrische Kontaktierung der einzelnen Elemente untereinander oder zu elektrischen Komponenten, insbesondere elektrischen Kontaktstellen für externe Anschlüsse werden üblicherweise mit Bonddrähten gebildet, die jeweils mit mindestens zwei elektrischen Kontaktstellen mit ihren Stirnenden elektrisch leitend z.B. form-, kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden werden. Die Verbindung kann durch Löten, Schwei-ßen, Sintern oder mit einem elektrisch leitenden Kleber oder durch Andrücken hergestellt werden. Ein Bonddraht (allgemein eine elektrisch leitende Verbindung) ist dabei in der Regel bogenförmig ausgehend von den elektrischen Kontaktstellen über die Oberfläche des Trägers und daran befestigten Elementen in einem Abstand zu dieser/diesen geformt.
  • Durch die übliche Bogenform weist ein einzelner Bonddraht eine vergrößerte Länge und auch eine entsprechend hohe parasitäre elektrische Induktivität auf. Dies führt zu ungewollten Eigenschaften, die wiederum zu erhöhten Abschaltüberspannungen, thermischen Leistungsverlusten in Leistungsschaltern und zu einer begrenzten Anstiegsgeschwindigkeit der elektrischen Spannung und/oder des elektrischen Stromes bei Schaltvorgängen führen. Es können auch elektrische Schwingungsprobleme auftreten. Das Magnetfeld einer parasitären Induktivität koppelt in benachbarte Schaltungsteile ein und führt zu Problemen bei der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV). Zusätzlich können benachbarte elektromagnetische Felder störend in die elektrisch leitenden Verbindungen einkoppeln.
  • Da sich infolge der jeweiligen elektrischen Induktivität ein elektromagnetisches Feld bei durch den jeweiligen Bonddraht fließendem elektrischem Strom ausbildet oder verändert wird, treten diese Nachteile auf. Sind mehrere Bonddrähte in entsprechend kleinen Abständen zueinander an einem Träger angeordnet, kann es zusätzlich dazu kommen, dass sie sich infolge der Kraftwirkung eines oder mehrerer elektromagnetischer Felder verformen und sich sogar berühren können. Dies tritt besonders verstärkt dann auf, wenn sich ein oder mehrere Bonddrähte durch den jeweiligen elektrischen Stromfluss erwärmt haben oder vom Leistungsbauelement erwärmt wurden, was insbesondere bei Strom- oder Leistungsspitzen der Fall sein kann.
  • Dem ist bisher durch eine Verkürzung der Bonddrahtlänge entgegengetreten worden, wodurch sich aber der Abstand des bogenförmigen Bonddrahtes zur Oberfläche reduziert hat. Durch die reduzierte Länge und der einhergehenden höheren mechanischen Steifigkeit können aber höhere thermomechanische Spannungen auftreten und es kann durch eine zyklische Belastung zum Lösen bzw. Brechen der bevorzugt stoffschlüssigen Verbindung an elektrischen Kontaktstellen oder des Verbindungsmaterials selbst kommen. Längenänderungen infolge thermischer Ausdehnungen können so nicht ausreichend oder stark verschlechtert kompensiert werden, was zumindest die erreichbare Lebensdauer der jeweiligen elektrischen Kontaktstelle negativ beeinflusst.
  • So ist aus DE 10 2005 039 940 B4 ein Leistungshalbleitermodul mit Bondverbindung bekannt, bei dem die Bondverbindung für die Laststrom leitende Verbindung einer Leiterbahn mit einem Halbleiterbauelement mit auf einem elektrisch isolierenden Substrat angeordneten Leiterbahnen gebildet wird. Die Bondverbindung ist mit einer Mehrzahl von Bonddrähten, die versetzt zueinander und schachbrettartig angeordnete Bondfüße auf einer Metallisierung des Halbleiterbauelements aufweisen, gebildet.
  • Eine Halbleiteranordnung und ein Herstellungsverfahren dafür sind in US 2016 / 0 336 303 A1 beschrieben. Dabei sind mehrere Bondverbindungen verteilt auf der aktiven Oberfläche eines Halbleiters angeordnet. Das Halbleiterelement ist eingekapselt. In der Kapselung sind gedruckte elektrische Verbindung eingebettet. An ihnen sind Leiterdrähte vorhanden.
  • US 5 376 756 A und EP 0 078 606 A2 betreffen Bondverbindungen auf einem Träger. Bei der aus US 5 376 756 A bekannten technischen Lösung sind Bonddrähte mit einem Träger gestützt angeordnet. EP 0 078 606 A2 betrifft eine Anordnung mit einem integrierten Drahtträger, der zwischen Kontaktanschlüssen angeordnet ist.
  • Aus US 5 989 995 A geht eine Halbleiteranordnung und ein Verfahren zum Bonden hervor. Bonddrähte verbinden erste und zweite Anschlusspunkte. Sie weisen einen geraden Teil auf, der gebogen oder nach unten gedrückt sein kann.
  • DE 10 2015 204 878 A1 betrifft eine Leistungshalbleitervorrichtung mit einer Elektrodenschicht, die aus einem Leiter besteht. Dabei stützt ein Subbonddraht einen Hauptbonddraht.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, den parasitären Einfluss infolge elektrischer Induktivität bei elektrisch leitenden Verbindungen an mit elektrischen und/oder elektronischen Elementen bestückten Trägern, die mit Bonddrähten gebildet sind, zu reduzieren oder auf einen gewünschten Wert festzulegen und auch eine erhöhte oder zumindest gleichbleibende Stabilität beim Betrieb eines entsprechend mit elektrischen und/oder elektronischen Elementen bestückten Trägers zu erreichen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer elektrisch leitenden Verbindung, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.
  • Bei der erfindungsgemäßen elektrisch leitenden Verbindung zwischen mindestens zwei elektrischen Komponenten, insbesondere elektrischen Kontaktanschlüssen, und/oder Bauelementen an einem mit elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen bestückten Träger, ist diese mit einem Bonddraht ausgebildet. Dabei ist der Bonddraht kraft-, form- und/oder stoffschlüssig elektrisch leitend mit den elektrischen Komponenten und/oder Bauelementen verbunden und bogenförmig zwischen den elektrischen Komponenten und/oder Bauelementen in einem Abstand zur Oberfläche des Trägers sowie dort angeordneten elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen geformt.
  • Die elektrisch leitende Verbindung kann jeweils mit mindestens einem Bonddraht zwischen zwei Komponenten, zwischen zwei Bauelementen oder zwischen einer Komponente und einem Bauteil hergestellt werden.
  • In einer erfindungsgemäßen Alternative ist der jeweilige Bonddraht zwischen den elektrischen Komponenten mehrfach mit wechselnder Richtung gebogen, so dass Spitzen oder Bereiche einzelner Bögen in unterschiedlichen Abständen zur Oberfläche des Trägers angeordnet sind. An Bögen sollte ein Richtungswechsel von mindestens 90° eingehalten sein.
  • In einer weiteren Alternative, die allein oder gemeinsam mit der ersten Alternative realisiert sein kann, ist zwischen der Oberfläche des Trägers und dem bogenförmigen Bonddraht mindestens ein aus oder mit einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildetes Element angeordnet und der elektrisch leitende Werkstoff ist in einem Abstand zum jeweiligen Bonddraht angeordnet.
  • Die elektrischen Komponenten, insbesondere Kontaktstellen können externe elektrische Anschlüsse oder auch Kontaktierungen eines Bauelementes, mit dem der Träger bestückt ist, sein.
  • Ein Bonddraht sollte zwischen den elektrischen Kontaktstellen so gebogen sein, dass die effektiv vom elektrischen Strom umflossene Fläche im Vergleich zu einem kontinuierlich gebogenen Bonddraht kleiner ist und/oder das sich ausbildende elektromagnetische Feld weniger Energie in einem umgebenden elektromagnetischen Feld speichern kann, als ein elektromagnetisches Feld, das von mindestens einem Standard bogenmäßig geformten Bonddraht generiert wird.
  • Daraus leitet sich auch die Möglichkeit ab, dass an einem Träger mehrere elektrisch leitende Verbindungen mit entsprechenden Bonddrähten vorhanden sein können. Mit diesen elektrisch leitenden Verbindungen können elektrische Stromflüsse von und zu mehreren auch verschiedenen Bauelementen hergestellt werden, mit denen ein Träger bestückt sein kann. Dabei können mehrere Bonddrähte mit verschiedener Ausrichtung in Bezug zueinander aber auch parallel zueinander an elektrischen Komponenten oder Kontaktstellen stoffschlüssig und elektrisch leitend fixiert sein.
  • Ein aus oder mit einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildetes Element kann einfach als ein Draht, Zylinder oder ein anders geometrisch geformtes Element sein, dass im Zwischenraum zwischen dem bogenförmig gekrümmten Draht und der Oberfläche des Trägers einfach dort angeordnet sein kann. Es kann vollständig aus elektrisch leitendem Werkstoff gebildet oder zumindest teilweise mit einer Schicht eines elektrisch leitenden Werkstoffs beschichtet oder abgedeckt sein. So kann z.B. ein Substrat eines keramischen oder polymeren Werkstoffs entsprechend mit Metall beschichtet oder mit einer Metallfolie abgedeckt sein.
  • Bei der weiteren Alternative der Erfindung kann der elektrisch leitende Werkstoff des Elements an Potential angeschlossen sein.
  • Vorteilhaft ist es auch, wenn ein Bonddraht einen nicht rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist. Dazu kann die parallel zur Oberfläche des Trägers ausgerichtete mittlere Längsachse der Querschnittsfläche des Bonddrahts länger als die senkrecht zur Oberfläche des Trägers ausgerichtete mittlere Längsachse der Querschnittsfläche des Bonddrahtes sein. Die Querschnittsfläche des Bonddrahtes kann beispielsweise rechteckig, elliptisch, annähernd halb- oder teilkreisförmig sein. Dadurch kann die Stabilität des so ausgebildeten Bonddrahtes, insbesondere gegenüber wirkenden Querkräften erhöht und die Verformbarkeit bei der Ausbildung der mehrfach gebogenen Form des Bonddrahtes in einer Vorzugsachsrichtung verbessert werden.
  • Vorteilhaft kann es sein, wenn mehrere Bonddrähte mit mindestens einem Halteelement im Bereich mindestens eines der Bögen eines Bonddrahtes so fixiert gehalten sind, dass ein konstanter Abstand nebeneinander angeordneter Bonddrähte zueinander eingehalten ist und besonders vorteilhaft das mindestens eine Haltelement und die Bonddrähte elektrisch isoliert voneinander sind. Ein solches Halteelement kann mit elektrisch leitendem Werkstoff gebildet sein und so eine Doppelfunktion erfüllen, indem zusätzlich um den/die Bonddraht/-drähte ausgebildete elektromagnetische Felder geschwächt und damit der parasitäre Einfluss der elektrischen Induktivität des Bonddrahtes, durch den ein elektrischer Stromfluss erfolgt, reduziert werden kann. Ein Halteelement kann vollständig aus elektrisch leitendem Werkstoff bestehen und lediglich im Kontaktbereich mit den Bonddrähten eine elektrische Isolation, beispielsweise in Form einer polymeren oder keramischen Schicht aufweisen.
  • Ein Halteelement kann ein diskretes Element und/oder direkt auf den Träger, insbesondere mittels eines Druckverfahrens, ausgebildet sein. Ein Halteelement kann eine elektrisch leitfähige Oberfläche aufweisen, die bevorzugt von einer Isolationsschicht abgedeckt ist. Die elektrische Leitfähigkeit kann durch ein Metall oder durch einen (intrinsisch) elektrisch leitfähigen Kunststoff hergestellt sein.
  • An einem Halteelement können zur Fixierung der Bonddrähte entsprechende Ausformungen, durch die bzw. in die die Bonddrähte geführt und darin formschlüssig gehalten werden, vorhanden sein. Insbesondere können an einer der Trägeroberfläche abgewandten Stirnseite eines Halteelements nutenförmige Vertiefungen ausgebildet sein, in die Bonddrähte eingreifen und gegen seitliche Bewegungen der Bonddrähte gesichert werden können.
  • Ein bei der Erfindung für eine elektrisch leitende Verbindung eingesetzter Bonddraht weist über seine Länge keine konstante Querschnittsfläche auf und in vorgebbaren Abständen sind an ihm Perforationen oder Einkerbungen ausgebildet, die Verformungshilfen und/oder ein Überlastsicherungselement bilden. Mit der Funktion als Verformungshilfen kann die Ausbildung der geeigneten Bogenform zwischen den elektrischen Komponenten erleichtert werden. Eine Überlastsicherung kann analog zu an sich bekannten Schmelzsicherungen ausgebildet sein und entsprechend funktionieren, da sich in den Bereichen in denen die zur elektrischen Leitung vorhandene Querschnittsfläche reduziert und dort der elektrische Widerstand erhöht ist.
  • Die bogenförmige Ausbildung des jeweiligen Bonddrahtes, der mehrfach mit wechselnder Richtung gebogen ist, so dass Spitzen oder Bereiche einzelner Bögen in unterschiedlichen Abständen zur Oberfläche des Trägers angeordnet sind, kann durch eine Verformung nach Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung an den elektrischen Komponenten, beispielsweise durch definiertes Eindrücken mit einem entsprechend geformten stempelförmigen Werkzeug erreicht werden. Dabei können die vorab erläuterten Perforationen oder Einkerbungen ausgenutzt werden, um die gewünschte Bogenform ausbilden zu können. Perforationen oder Einkerbungen können dazu in geeigneter Form dimensioniert und in entsprechenden Abständen zueinander angeordnet sein.
  • An einem entsprechend gebogenen Bonddraht können Spitzen einen maximalen oder minimalen Abstand zur Oberfläche des Trägers aufweisen. Bereiche eines gebogenen Bonddrahtes können parallel zur Oberfläche des Trägers oder in nicht parallel zur Oberfläche des Trägers ausgerichteten Bereichen in einem Winkel im Bereich 5° bis 20° dazu ausgerichtet sein. Diese Bereiche können mit weiteren Bereichen, deren Winkel in Bezug zur Trägeroberfläche größer ist als die 20°, oder mit Spitzen verbunden sein.
  • Eine für die Absenkung der parasitären elektrischen Einflüsse geeignete Bogenform kann aber auch beim Vorbeiführen an einem formgebenden Werkzeug, insbesondere beim oder direkt nach dem Abwickeln des Bonddrahtes von einer Rolle vor dem Positionieren und der Ausbildung der kraft-, form- und/oder stoffschlüssigen Verbindung an den elektrischen Komponenten, ausgebildet werden.
  • Ein Bonddraht kann bevorzugt aus Silber, Kupfer, Aluminium, aus mehreren Komponenten (z.B. Kupferkern und Aluminiumhaut) oder einer Legierung mindestens eines dieser chemischen Elemente gebildet und bevorzugt mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung versehen sein.
  • Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden. Dabei können die in den einzelnen Figuren gezeigten und dazu beschriebenen technischen Merkmale unabhängig vom jeweiligen Einzelbeispiel miteinander kombiniert werden.
  • Dabei zeigen:
    • 1 in der oberen Darstellung eine herkömmliche elektrisch leitende Verbindung und die untere Darstellung ein Beispiel einer erfindungsgemäßen elektrisch leitenden Verbindung jeweils mit einem Bonddraht;
    • 2 ein weiteres erfindungsgemäßes Beispiel eines eine elektrisch leitende Verbindung bildenden Bonddrahtes in gebogener Form;
    • 3 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen elektrisch leitenden Verbindung mit einem Element, das aus bzw. mit elektrisch leitendem Werkstoff gebildet und zwischen dem die elektrisch leitende Verbindung bildenden Bonddraht und der Oberfläche eines Trägers angeordnet ist und
    • 4 eine Möglichkeit der Fixierung mehrerer jeweils eine elektrisch leitende Verbindung bildender Bonddrähte mit einem kombinierten Element, das mit elektrisch leitendem Werkstoff gebildet ist und die Funktion eines Halteelements erfüllt.
  • In 1 ist in der oberen Darstellung ein Beispiel nach dem Stand der Technik gezeigt. Dabei ist der Bonddraht 1 stoffschlüssig mit den elektrischen Kontaktstellen als elektrische Komponenten 2 verbunden (oder auch einem Bauelement 6) und bogenförmig zwischen den elektrischen Kontaktstellen 2 in einem Abstand zur Oberfläche des Trägers sowie dort angeordneten elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen geformt. Unterseitig befindet sich eine weitere Metallisierung 3 (oder auch sonstiges Bauelement mit oder ohne elektrische Leitfähigkeit). Der mit dem Bonddraht gebildete Bogen weist lediglich eine abgerundete Spitze 1.1 auf. Infolge der elektrischen Induktivität treten erhebliche parasitäre Induktivitäten auf, was den Wirkungsgrad reduziert und die erreichbaren Schaltzeiten zwischen wechselnden Betriebszuständen vergrößert.
  • Diese Nachteile können verringert werden, in dem man den Bonddraht 1 mehrfach in verschiedene Richtung verformt, so dass Spitzen 1.1 einzelner Bögen in unterschiedlichen Abständen zur Oberfläche des Trägers angeordnet sind. So weisen die zwei äußeren Spitzen 1.1 einen größeren Abstand zur Trägeroberfläche auf, als die eine zwischen diesen angeordnete Spitze 1.1.
  • Auf die Darstellung der auf dem Träger vorhandenen elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente ist bei diesem und auch bei allen nachfolgenden Darstellungen der verschiedenen Beispiele verzichtet worden.
  • Ein weiteres erfindungsgemäßes Beispiel eines eine elektrisch leitende Verbindung bildenden Bonddrahtes 1 in gebogener Form ist in 2 gezeigt.
  • Dabei zeigt die 2- und 3-dimensionale Darstellung die Anordnung, Form und Verbindung eines Bonddrahtes 1 mit zwei elektrischen Kontaktstellen als elektrische Komponenten 2 (oder auch einem Bauelement 6).
  • Die beiden freien Stirnenden werden für die Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung an den elektrischen Kontaktstellen 2 genutzt (oder auch einem Bauelement 6). Dazwischen ist der Bonddraht 1 mit mehreren Richtungswechseln so geformt, dass sich bei diesem Beispiel zwei äußere in von der Trägeroberfläche weg weisender Richtung gebogene abgerundete Spitzen 1.1 ergeben. Dazwischen sind durch weitere Richtungswechsel am gebogenen Bonddraht 1 zwei Bereiche 1.2 ausgebildet, die jeweils einen unterschiedlichen Abstand zur Trägeroberfläche und natürlich unterschiedliche Abstände in Bezug zu den Bonddrahtbereichen, mit denen die Spitzen 1.1 geformt sind, ergeben. An den Bereichen 1.2 erfolgt ein Richtungswechsel von ca. 90° mit einem einen Bruch oder eine Beschädigung des jeweiligen Bonddrahtes 1 vermeidenden Radius am Richtungsübergang.
  • Im Bereich der Spitzen 1.1 liegt der Richtungswechsel der Biegung knapp unter 180 °. Auch dort sollte ein geeigneter Übergangsradius beachtet werden.
  • Selbstverständlich können bei den erfindungsgemäßen Beispielen der 1 und 2 mehr als die gezeigten Spitzen 1.1 oder Bereiche 1.2 an einem Bonddraht 1 geformt sein. Es können auch Bereiche 1.2 vorhanden sein, die jeweils gleiche Abstände zur Trägeroberfläche aufweisen, wenn dazwischen und/oder daneben Bereiche 1.2 oder Spitzen 1.1, deren Abstände zur Trägeroberfläche größer oder kleiner sind, ausgebildet sind.
  • Die Abstände von Spitzen 1.1 und/oder Bereichen 1.2 zur Trägeroberfläche können aber auch Bauelemente 6, die an der Trägeroberfläche entsprechend angeordnet sind, berücksichtigen, da diese Art von Bauelementen 6 häufig über die Trägeroberfläche überstehen.
  • Hierbei ist das angepeilte Ziel eine Verlängerung des Bonddrahtes 1 zur positiven Beeinflussung der Lebensdauer der elektrischen Kontaktstellen speziell der Verringerung der thermomechanischen Spannungen. Eine sonst damit einhergehende Vergrößerung der parasitären elektrischen Effekte wird aber mit einer speziellen auf niedrige Induktivität optimierten Form verhindert und weiter als mit Standardformen reduziert.
  • 3 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen elektrisch leitenden Verbindung mit einem Element 4, das aus bzw. mit elektrisch leitendem Werkstoff gebildet und zwischen dem die elektrisch leitende Verbindung bildenden Bonddraht 1 und der Oberfläche eines Trägers angeordnet ist. Der Bonddraht 1 kann auch bei dieser Ausführungsform mehrfach gebogen sein und Spitzen 1.1 und/oder Bereiche 1.2 mit unterschiedlichen Abständen zur Trägeroberfläche aufweisen, wie dies beispielhaft in den 1 und 2 gezeigt ist.
  • Dabei ist das Element 4 in diesem Fall ein Zylinder, der zwischen der Trägeroberfläche und der Spitze 1.1 des Bonddrahtes 1 unterhalb des Bonddrahtes 1 angeordnet ist. Das Element 4 ist bei diesem Beispiel aus einem Werkstoff gebildet, das para-, dia- oder auch ferromagnetische Eigenschaften besitzt und mit einer elektrisch leitfähigen Oberflächenschicht versehen oder einer Folie abgedeckt ist, die z. B. aus Aluminium besteht. Mit dem Sockel 4.1 ist das Element 4 zur Trägeroberfläche elektrisch isoliert. Zumindest der Bereich des Elements 4, der mit dem elektrisch leitenden Aluminium gebildet ist, weist einen Abstand zum Bonddraht 1 auf und ist entweder an ein vorgebbares elektrisches Potential belastet, an Erdpotential angeschlossen oder der Bereich wird mit einem wechselnden elektrischen Potential beaufschlagt oder auch an ein sich im Schaltkreis einstellendes Potential elektrisch leitend angebunden.
  • 4 zeigt eine Möglichkeit der Fixierung mehrerer, jeweils eine elektrisch leitende Verbindung bildender, Bonddrähte 1 mit einem kombinierten Element, das mit elektrisch leitendem Werkstoff gebildet ist und die Funktion eines Halteelements 5 erfüllt.
  • Dabei sind die hier gezeigten drei Bonddrähte 1 nahezu parallel zueinander ausgerichtet, in Abständen zueinander angeordnet und annähernd gleich gebogen. Sie können an mehrere voneinander elektrisch isolierte elektrische Kontaktstellen als elektrische Komponenten 2 (oder auch einem Bauelement 6) mit ihren Stirnenden stoffschlüssig verbunden sein.
  • Das Halteelement 5 ist mit dem Träger verbunden, was durch Stoffschluss (Kleben, Löten, Schweißen) und/oder Formschluss mittels geeigneter Steckverbindung erreicht werden kann.
  • An der der Trägeroberfläche abgewandten Stirnseite sind zur formschlüssigen Aufnahme der Bonddrähte 1 nutenförmige Vertiefungen ausgebildet, durch die die gebogenen Bonddrähte 1 im Bereich ihrer Spitzen 1.1 geführt sind. Die Bonddrähte 1 werden so in den nutenförmigen Vertiefungen fixiert und die Bonddrähte 1 können sich somit nicht aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden. Die mögliche Kraftwirkung benachbarter um Bonddrähte 1 ausgebildeter elektromagnetischer Felder mit anziehender oder abstoßender Wirkung kann so kompensiert werden.
  • Im einfachsten Fall kann ein Halteelement 5 vollständig aus elektrisch isolierendem Werkstoff (Keramik, Polymer) gebildet sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit ein Haltelement 5 bis auf die Bereiche, die in berührenden Kontakt mit einem Bonddraht 1 kommen können, aus oder mit elektrisch leitendem Werkstoff auszubilden. Die Bereiche, die in berührenden Kontakt mit einem Bonddraht 1 kommen, können mit einer elektrischen Isolation ausgebildet oder versehen sein. So kann beispielsweise die Stirnseite mit den nutenförmigen Vertiefungen mit einer elektrisch isolierenden Schicht beschichtet sein.
  • Es können aber auch lediglich Bereiche eines Halteelements 5, die nicht in berührenden Kontakt mit Bonddrähten 1 kommen können, mit einer Schicht oder Folie eines elektrisch leitenden Werkstoffs beschichtet oder abgedeckt sein.
  • In nichtdargestellter Form kann die Stirnseite eines Halteelements 5 auch nichtgeradlinig ausgebildet sein, so dass sich nutenförmige Vertiefungen mit unterschiedlichen Abständen zur Trägeroberfläche, unterschiedlich lange und unterschiedlich geformte Bonddrähte 1 mit einem Halteelement 5 fixieren lassen. Es können daher auch Bonddrähte 1 die mehrfach in unterschiedlichen Richtungen gebogen sind und Spitzen 1.1 und/oder Bereiche 1.2 aufweisen, die analog zu den 1 und 2 ausgebildet sind, mit einem entsprechend gestalteten Halteelement 5 fixiert werden.
  • Auch die Parallelität der Bonddrähte ist nicht zwingend erforderlich. Es können auch gekrümmte Halteelemente 5, deren der Trägeroberfläche abgewandte Stirnfläche teilkreisförmig gekrümmt ausgebildet sein kann, eingesetzt werden.

Claims (9)

  1. Elektrisch leitende Verbindung zwischen mindestens zwei elektrischen Komponenten (2) und/oder Bauelementen (6) an einem mit elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen bestückten Träger, die mit einem Bonddraht (1) ausgebildet ist, wobei der Bonddraht (1) kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit den elektrischen Komponenten (2) und/oder Bauelementen (6) verbunden und bogenförmig zwischen den elektrischen Komponenten (2) und/oder Bauelementen (6) in einem Abstand zur Oberfläche des Trägers (7) sowie dort angeordneten elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen (6) geformt ist, wobei der Bonddraht (1) über seine Länge keine konstante Querschnittsfläche aufweist und in vorgebbaren Abständen Perforationen oder Einkerbungen ausgebildet sind, die Verformungshilfen und/oder ein Überlastsicherungselement bilden und der jeweilige Bonddraht (1) zwischen den elektrischen Komponenten (2) und/oder Bauelementen (6) mehrfach mit wechselnder Richtung gebogen ist, so dass Spitzen (1.1) oder Bereiche (1.2) einzelner Bögen in unterschiedlichen Abständen zur Oberfläche des Trägers (7) angeordnet sind und/oder zwischen der Oberfläche des Trägers und dem bogenförmigen Bonddraht (1) mindestens ein aus oder mit einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildetes Element (4) angeordnet und der elektrisch leitende Werkstoff in einem Abstand zum jeweiligen Bonddraht (1) angeordnet ist.
  2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitende Werkstoff des Elements (4) an ein vorgebbares elektrisches Potential oder Erdpotential angeschlossen ist.
  3. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bonddraht (1) einen nicht rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist.
  4. Verbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zur Oberfläche des Trägers (7) ausgerichtete mittlere Längsachse der Querschnittsfläche des Bonddrahts (1) länger als die senkrecht zur Oberfläche des Trägers ausgerichtete mittlere Längsachse der Querschnittsfläche des Bonddrahtes (1) ist.
  5. Verbindung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Bonddrahtes (1) rechteckig, elliptisch, annähernd halb- oder teilkreisförmig ist.
  6. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bonddrähte (1) mit mindestens einem Halteelement (5) im Bereich mindestens eines der Bögen eines Bonddrahtes so fixiert gehalten sind, dass ein konstanter Abstand der Bonddrähte (1) zueinander eingehalten ist und das mindestens eine Haltelement (5) und die Bonddrähte (1) elektrisch isoliert voneinander sind.
  7. Verbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Haltelement (5) mit einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildet ist, das ein diskretes Element ist und/oder direkt auf den Träger (7), insbesondere mittels eines Druckverfahrens, ausgebildet ist und das Halteelement (5) eine elektrisch leitfähige Oberfläche aufweist, die von einer Isolationsschicht abgedeckt ist.
  8. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bonddraht (1) aus Silber, Kupfer, Aluminium, mehren Metallen oder einer Legierung mindestens eines dieser chemischen Elemente gebildet und bevorzugt mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung versehen ist.
  9. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bonddraht (1) zwischen den elektrischen Komponenten (2) so gebogen ist, dass die effektiv vom elektrischem Strom durchflossene Stromkreisfläche im Vergleich zu einem kontinuierlich gebogenen Bonddraht (1) kleiner ist oder ein elektromagnetisches Feld generiert wird, das eine entgegengesetzte Feldrichtung aufweist, als ein elektromagnetisches Feld, das von mindestens einem neben dem jeweiligen Bonddraht (1) angeordneten weiteren Bonddraht (1) generiert wird und/oder das sich ausbildende elektromagnetische Feld weniger Energie in einem umgebenden elektromagnetischen Feld speichern kann, als ein elektromagnetisches Feld, das von mindestens einem Standard bogenmäßig geformten Bonddraht (1) generiert wird.
DE102016224631.3A 2016-12-09 2016-12-09 Elektrisch leitende Verbindung zwischen mindestens zwei elektrischen Komponenten an einem mit elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen bestücktem Träger, die mit einem Bonddraht ausgebildet ist Active DE102016224631B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016224631.3A DE102016224631B4 (de) 2016-12-09 2016-12-09 Elektrisch leitende Verbindung zwischen mindestens zwei elektrischen Komponenten an einem mit elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen bestücktem Träger, die mit einem Bonddraht ausgebildet ist
US15/837,280 US20180166413A1 (en) 2016-12-09 2017-12-11 Electrically conductive bond between at least two electrical components at a carrier mounted with electronic and/or electrical devices, said bond being formed by a bond wire

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016224631.3A DE102016224631B4 (de) 2016-12-09 2016-12-09 Elektrisch leitende Verbindung zwischen mindestens zwei elektrischen Komponenten an einem mit elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen bestücktem Träger, die mit einem Bonddraht ausgebildet ist

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016224631A1 DE102016224631A1 (de) 2018-06-14
DE102016224631B4 true DE102016224631B4 (de) 2020-06-04

Family

ID=62201472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016224631.3A Active DE102016224631B4 (de) 2016-12-09 2016-12-09 Elektrisch leitende Verbindung zwischen mindestens zwei elektrischen Komponenten an einem mit elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen bestücktem Träger, die mit einem Bonddraht ausgebildet ist

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20180166413A1 (de)
DE (1) DE102016224631B4 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6960868B2 (ja) 2018-02-05 2021-11-05 株式会社東芝 半導体モジュールおよびその製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0078606A2 (de) 1981-11-02 1983-05-11 Texas Instruments Incorporated Halbleiterzusammenbau mit Drahtträger
US5376756A (en) 1991-12-20 1994-12-27 Vlsi Technology, Inc. Wire support and guide
US5989995A (en) 1996-12-27 1999-11-23 Kabushiki Kaisha Shinkawa Semiconductor device and wire bonding method therefor
DE102005039940B4 (de) 2005-08-24 2009-07-02 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit Bondverbindung der Leistungshalbleiterbauelemente
DE102015204878A1 (de) 2014-03-20 2015-09-24 Mitsubishi Electric Corporation Leistungshalbleitervorrichtung
US20160336303A1 (en) * 2015-05-14 2016-11-17 Mediatek Inc. Semiconductor package and fabrication method thereof

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6326678B1 (en) * 1993-09-03 2001-12-04 Asat, Limited Molded plastic package with heat sink and enhanced electrical performance
KR0156334B1 (ko) * 1995-10-14 1998-10-15 김광호 차폐 본딩 와이어를 구비하는 고주파, 고밀도용 반도체 칩 패키지
US5886393A (en) * 1997-11-07 1999-03-23 National Semiconductor Corporation Bonding wire inductor for use in an integrated circuit package and method
JP2000114304A (ja) * 1998-10-08 2000-04-21 Shinkawa Ltd ワイヤボンディング方法
JP3169919B2 (ja) * 1998-12-21 2001-05-28 九州日本電気株式会社 ボールグリッドアレイ型半導体装置及びその製造方法
JP3539549B2 (ja) * 1999-09-20 2004-07-07 シャープ株式会社 半導体装置
JP3692906B2 (ja) * 2000-05-25 2005-09-07 日産自動車株式会社 電力配線構造及び半導体装置
US6545345B1 (en) * 2001-03-20 2003-04-08 Amkor Technology, Inc. Mounting for a package containing a chip
US6608375B2 (en) * 2001-04-06 2003-08-19 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor apparatus with decoupling capacitor
JP4663179B2 (ja) * 2001-08-27 2011-03-30 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置及びワイヤボンディング装置
US7702293B2 (en) * 2001-11-02 2010-04-20 Nokia Corporation Multi-mode I/O circuitry supporting low interference signaling schemes for high speed digital interfaces
US7053469B2 (en) * 2004-03-30 2006-05-30 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Leadless semiconductor package and manufacturing method thereof
US7791180B2 (en) * 2004-10-01 2010-09-07 Yamaha Corporation Physical quantity sensor and lead frame used for same
JP4316607B2 (ja) * 2006-12-27 2009-08-19 株式会社東芝 アンテナ装置及び無線通信装置
JP2010087208A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Fujifilm Corp 立体構造物の形成方法、半導体装置の製造方法、および半導体装置
JP5460616B2 (ja) * 2008-12-26 2014-04-02 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 半導体パッケージ
US8026589B1 (en) * 2009-02-23 2011-09-27 Amkor Technology, Inc. Reduced profile stackable semiconductor package
KR100935854B1 (ko) * 2009-09-22 2010-01-08 테세라 리써치 엘엘씨 와이어 본딩 및 기준 와이어 본딩에 의해 제어되는 임피던스를 가진 마이크로전자 어셈블리
KR101746614B1 (ko) * 2011-01-07 2017-06-27 삼성전자 주식회사 발광소자 패키지 및 그 제조방법
US8698291B2 (en) * 2011-12-15 2014-04-15 Freescale Semiconductor, Inc. Packaged leadless semiconductor device
JP6254841B2 (ja) * 2013-12-17 2017-12-27 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 半導体装置用ボンディングワイヤ
US20160086909A1 (en) * 2014-09-22 2016-03-24 Mc10, Inc. Methods and apparatuses for shaping and looping bonding wires that serve as stretchable and bendable interconnects
EP3312878A4 (de) * 2015-08-31 2018-11-14 Aisin Aw Co., Ltd. Halbleiterbauelement, chipmodul und halbleitermodul
JP6391845B2 (ja) * 2015-09-29 2018-09-19 三菱電機株式会社 半導体装置およびそれを備える半導体モジュール
US10181435B2 (en) * 2015-11-02 2019-01-15 Texas Instruments Incorporated Lead frame assembly
US9972569B2 (en) * 2016-04-12 2018-05-15 General Electric Company Robust low inductance power module package
US10236240B2 (en) * 2016-05-11 2019-03-19 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Low loss substrate for high data rate applications
US10256193B1 (en) * 2017-11-29 2019-04-09 Nxp Usa, Inc. Methods and devices with enhanced grounding and shielding for wire bond structures
US20190291204A1 (en) * 2018-03-20 2019-09-26 Texas Instruments Incorporated Ribbon wire bond

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0078606A2 (de) 1981-11-02 1983-05-11 Texas Instruments Incorporated Halbleiterzusammenbau mit Drahtträger
US5376756A (en) 1991-12-20 1994-12-27 Vlsi Technology, Inc. Wire support and guide
US5989995A (en) 1996-12-27 1999-11-23 Kabushiki Kaisha Shinkawa Semiconductor device and wire bonding method therefor
DE102005039940B4 (de) 2005-08-24 2009-07-02 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit Bondverbindung der Leistungshalbleiterbauelemente
DE102015204878A1 (de) 2014-03-20 2015-09-24 Mitsubishi Electric Corporation Leistungshalbleitervorrichtung
US20160336303A1 (en) * 2015-05-14 2016-11-17 Mediatek Inc. Semiconductor package and fabrication method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20180166413A1 (en) 2018-06-14
DE102016224631A1 (de) 2018-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009037257B4 (de) Leistungshalbleitermodul mit Schaltungsträger und Lastanschlusselement sowie Herstellungsverfahren hierzu
EP1713124B1 (de) Leistungshalbleitermodul mit Verbindungsbahnen und mit Anschlusselementen, die mit den Verbindungsbahnen verbunden sind
EP1843393B1 (de) Leistungshalbleitermodul in Druckkontaktausführung
EP1868243B1 (de) Leistungshalbleitermodul mit gegeneinander elektrisch isolierten Anschlusselementen
WO2016134804A1 (de) Elektrisches bauelement und verfahren zur herstellung eines elektrischen bauelements
WO2001002291A2 (de) Vorrichtung zur erzeugung eines plasmas zur herstellung von ozon und/oder sauerstoffionen in luft
DE102013200526B4 (de) Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls
EP1063700B1 (de) Substrat für Hochspannungsmodule
EP2656367B1 (de) Leiterbahnsicherung
DE102005030247B4 (de) Leistungshalbleitermodul mit Verbindungselementen hoher Stromtragfähigkeit
DE102016224631B4 (de) Elektrisch leitende Verbindung zwischen mindestens zwei elektrischen Komponenten an einem mit elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen bestücktem Träger, die mit einem Bonddraht ausgebildet ist
EP2875514B1 (de) Elektrisches bauelement umfassend ein anschlusselement mit einem kunststoffkörper
EP1755163A1 (de) Leistungshalbleitermodul mit Leitungssegment
DE10241992B4 (de) Piezoelektrischer Aktor
DE102010000908B4 (de) Leistungshalbleitermodul mit niederinduktiven Hochstromkontakten, Leistungshalbleitermodulsystem, Leistungshalbleitermodulanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Leisungshalbleitermodulanordnung
EP1825511B1 (de) Halbleiterschaltmodul
WO2000008686A2 (de) Substrat für hochspannungsmodule
DE102008008853B4 (de) Schaltungsanordnung mit Bondverbindung
EP2884534B1 (de) Leistungshalbleitereinrichtung
EP2003693B1 (de) Druckkontaktiertes dreiphasiges Stromrichtermodul
DE102014116793B4 (de) Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls
DE102021118529B3 (de) Leistungselektronische Einrichtung mit einer leistungselektronischen Baugruppe und einem Stift
DE102016214741B4 (de) Aufbau für mindestens einen mit elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen bestückten Träger
DE102011086687A1 (de) Verfahren zum Kontaktieren eines Halbleiters und Kontaktanordnung für einen Halbleiter
DE102018111594B4 (de) Leistungshalbleitermodul und Leistungshalbleitereinrichtung mit einem Leistungshalbleitermodul

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R082 Change of representative