DE3343250C2

DE3343250C2 -

Info

Publication number: DE3343250C2
Application number: DE19833343250
Authority: DE
Inventors: Albrecht Dipl.-Phys. Dr. 6454 Bruchkoebel-Oberissigheim De Bischoff; Holger 6456 Langenselbold De Eisentraut; Joachim 6390 Usingen De Schmidt
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1983-11-30
Filing date: 1983-11-30
Publication date: 1989-05-11
Also published as: DE3343250A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungsbauteil, insbesondere einen Leiterkamm oder eine Klemmleiste, für elektronische Bauelemente, wie Halb leiterbauelemente, das aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung besteht, auf das wenigstens im Bereich seiner dem elektronischen Bauelement zugeordneten An schlußfinger eine Nickelschicht und auf dieser eine Bondschicht aufgebracht ist.The invention relates to a connecting component, in particular a Conductor comb or a terminal block, for electronic components, such as half conductor components, which consists of copper or a copper alloy, on the at least in the area of its type assigned to the electronic component a nickel layer and a bond layer applied to it is.

Verbindungsbauteile der vorbeschriebenen Art sind bekannt. 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 Preisschwankungen unterworfen sind. Bekannt ist es aus der DE-OS 21 43 808, den Festigkeitsabfall infolge thermischer Alterung an den Verbindungsstellen zwischen Gold-Schicht und Aluminium-Draht dadurch zu beheben, daß anstelle des Goldes eine Nickel, Eisen und/oder Kobalt enthaltende Goldlegierung an der Verbindungsstelle verwendet wird.Connecting components of the type described above are known. With these there is the gold bond layer. In the known connecting components can when using aluminum bond wires in the border area of the gold bond layer form intermetallic Au-Al phases through which the adhesive strength of the Aluminum bond wires on the gold bond layer is significantly reduced. It should also be mentioned that by using gold for the bond layer the connecting components are subject to considerable price fluctuations. It is known from DE-OS 21 43 808, the drop in strength as a result thermal aging at the junctures between the gold layer and Fix aluminum wire by replacing gold with nickel, iron and / or gold alloy containing cobalt used at the junction becomes.

Schließlich ist aus der DE-OS 20 32 837 die Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer auf einem Halbleiterkörper angebrachten Aluminium-Bondschicht und einem Aluminium-Draht bekannt, wobei Bondschicht und Draht nicht unmittelbar miteinander verbunden werden, sondern über eine Zwischenschicht aus Halbleitermaterial (Silizium) miteinander verbunden sind.Finally, from DE-OS 20 32 837 the manufacture of an electrical conductive connection between a mounted on a semiconductor body Aluminum bond layer and an aluminum wire known, bond layer and Wire are not directly connected to each other, but via one Interlayer of semiconductor material (silicon) are interconnected.

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 provide a connecting component in which the Problems of the brittle intermetallic phases are eliminated and the inexpensive can be produced.

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 from a rolled layer of aluminum or an aluminum alloy.

Bewährt hat es sich bei einem erfindungsgemäßen Verbindungs bauteil eine Nickelschicht zu verwenden, die weniger als 0,05% 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. Die Dicke dieser sauerstoff-freien Kupferschicht beträgt etwa 5 bis 50% der Summe der Dicke der Schichten aus Kupfer + Nickel + Aluminium oder Aluminium-Legierungen.It has proven itself in a connection according to the invention component to use a nickel layer that is less than Contains 0.05% impurities. If the connector consists of a copper alloy, it is advantageous between the copper alloy and the pure nickel layer another layer made of oxygen-free copper. The thickness of this oxygen-free copper layer is about 5 to 50% of the sum of the thickness of the layers of copper + Nickel + aluminum or aluminum alloys.

Bevorzugt besteht das Verbindungsbauteil aus einer CuSn6-Le gierung. Als Aluminium-Legierung für die Bondschicht hat sich eine Legierung aus ALSi0,5 bewährt.The connecting component preferably consists of a CuSn6-Le yaw. As an aluminum alloy for the bond layer an alloy of ALSi0.5 has proven itself.

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

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungs gemäßes Verbindungsbauteil dargestellt sowie dessen Verwendung.In the figures, an embodiment of an invention shown corresponding connecting component and its use.

Fig. 1 zeigt ein Verbindungsbauteil in Draufsicht. Fig. 1 shows a connection component in plan view.

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

Fig. 3 zeigt schematisch ein eingebautes Verbindungsbauteil. Fig. 3 shows schematically a built-in connection component.

Das in Fig. 1 dargestellte Verbindungsbauteil stellt einen Leiterkamm dar. Er besteht aus Querstegen 1, die über strom leitende 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-Legierung. Außerdem weisen die den Bondschichten gegenüberliegenden Anschlußfinger 3′ eine Kontaktschicht 7 auf, die aus galva nisch aufgebrachtem Zinn oder einer Zinn-Legierung besteht. Wie sich auf Fig. 2 ergibt, ist im Bereich der Bondfläche 4 auf den Kontaktfingern 3 die Kupferschicht 5 aus sauer stoff-freiem Kupfer und zwischen der Bondschicht 4 aus einer AlSi0,5-Legierung und der Kupferschicht 5 eine Nickelschicht 6 angeordnet, die höchstens 0,05% Verunreinigungen enthält. Die Schichten 5, 6 und 4 werden auf den Fingern 3 nach dem Walzplattierverfahren aufgebracht.The connecting member shown in Fig. 1 illustrates a conductor comb. It consists of cross-members 1, which are connected via current-conducting connection webs 2 to each other and provided from lead fingers 3 and the bonding layer 4. The crossbars 1 , the connecting webs 2 and the connecting fingers 3 in the exemplary embodiment consist of a CUSn6 alloy. In addition, the opposite connection fingers 3 'have a contact layer 7 , which consists of electroplated tin or a tin alloy. As can be seen in FIG. 2, the copper layer 5 made of oxygen-free copper is arranged in the region of the bonding surface 4 on the contact fingers 3 and a nickel layer 6 is arranged between the bonding layer 4 made of an AlSi0.5 alloy and the copper layer 5 , at most Contains 0.05% impurities. The layers 5, 6 and 4 are applied to the fingers 3 by the roll plating process.

Die Dicke der sauerstoff-freien Kupferschicht 5 beträgt etwa 5 µm die der reinen Nickelschicht 6 beträgt etwa 10 µm und die der Bondschicht 4 aus einer AlSi0,5 Legierung beträgt etwa 6 µm. Die Dicke des Fingers 3 aus der CuSn6-Legierung beträgt im Bereich des Schichtverbundes etwa 750 µm.The thickness of the oxygen-free copper layer 5 is approximately 5 μm, that of the pure nickel layer 6 is approximately 10 μm and that of the bond layer 4 made of an AlSi0.5 alloy is approximately 6 μm. The thickness of the finger 3 made of the CuSn6 alloy is approximately 750 μm in the area of the layer composite.

Aus Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel ersichtlich, wie ein erfindungsgemäßes Verbindungsbauteil mit einem Halbleiter bauelement 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 bestehende Gehäuse 11 hindurchgeführt und kann über die Kontaktschicht 7 aus Zinn oder einer Zinn-Legierung mit einem üblichen Stecksockel verbunden werden.From Fig. 3, an embodiment can be seen how an inventive connecting device with a semiconductor device for use arrives. The semiconductor component is provided with the reference number 8 . It is arranged on a substrate 9 and connected to the bonding layer 4 of the connecting component via the bonding wire 10 , which consists, for example, of an aluminum fine wire. The connecting component is passed through the housing 11 made of plastic injection molding and can be connected to a conventional plug-in base via the contact layer 7 made of tin or a tin alloy.

Claims

1. Connection component, in particular conductor comb or terminal strip, for electronic components, such as semiconductor components, which consists of copper or a copper alloy, on which at least in the area of its connecting finger assigned to the electronic component a nickel layer and on this a bonding layer is applied, thereby characterized in that the bond layer ( 4 ) consists of a rolled-up layer of aluminum or an aluminum alloy.

2. Connecting component according to claim 1, characterized in that the nickel layer ( 6 ) contains less than 0.05% impurities.

3. Connecting component according to claims 1 and / or 2 made of a copper alloy, characterized in that a layer ( 5 ) made of oxygen-free copper is arranged between the copper alloy and the nickel layer.

4. Connecting component according to claim 3, characterized in that the thickness of the copper layer is 5 to 50% of the sum of the thickness of the layers of copper, nickel and aluminum or aluminum alloy.

5. Connecting component according to claims 1 to 4, characterized characterized in that the copper alloy consists of CuSn6.

6. Connection component according to one or more of the preceding claims, characterized in that the bond layer ( 4 ) consists of an alloy of AlSi0.5.