DE3636373A1

DE3636373A1 - Connecting clip, method of producing a connecting clip and use of two connecting clips as connecting lugs for a varistor

Info

Publication number: DE3636373A1
Application number: DE19863636373
Authority: DE
Inventors: Graham Stewart Jones; Peter Broenner
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1986-10-25
Filing date: 1986-10-25
Publication date: 1988-05-05

Abstract

Metal connecting clips for connecting electrical components are known in which the clip is formed from a U-shaped connecting end at the end of a connecting lug and one of the free limbs of the U-shaped end serves as contact end. In order to design such a connecting clip so that it is suitable for connecting semiconductor components, in particular varistors, which have two electrically conducting layers on opposite surfaces, the bridge joining the two limbs of the U-shaped connecting end is coated with an electrically insulating layer on the inside.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anschluß-Clip aus Metall für ein zwei elektrisch leitende Schichten an gegenüberliegenden Flächen aufweisendes Halbleiterbauelement, insbesondere für einen Varistor, wobei der Clip aus einem U-förmigen Anschlußende am Ende einer Anschlußfahne gebildet ist und einer der freien Schenkel als Kontaktende dient. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Anschluß-Clips aus Metall für ein zwei elektrisch leitende Schichten an gegenüberliegenden Flächen aufweisendes Halbleiterbauelement, bei dem der Clip aus flachem Bandmaterial ausgestanzt und anschließend zu einem U-förmigen Anschlußende am Ende einer Anschlußfahne gebogen wird. Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung zweier Anschluß-Clips als Anschlußfahnen für einen Varistor.The present invention relates to a connector clip made of metal for two having electrically conductive layers on opposite surfaces Semiconductor component, in particular for a varistor, the clip being made of a U-shaped connection end is formed at the end of a connection lug and one of the free legs serves as the contact end. Furthermore, the Invention a method for producing a metal connecting clip for a two electrically conductive layers on opposite surfaces having semiconductor component, in which the clip made of flat strip material punched out and then to a U-shaped connection end at the end of a Connection flag is bent. Finally, the invention relates to the use two connection clips as connection lugs for a varistor.

Anschluß-Clips der eingangs beschriebenen Art sind allgemein bekannt. Sie wer den insbesondere zum Anschluß von Keramiksubstraten verwendet, wobei zwei Arten solcher Anschluß-Clips zum Einsatz kommen. Bei der einen Art erstreckt sich die Anschlußfahne in der Ebene des die beiden freien Schenkel des U-förmigen Anschlußendes verbindenden Steges, wobei diese Art des An schluß-Clips für die horizontale Substratmontage geeignet ist. Bei der anderen Art erstreckt sich diese Anschlußfahne senkrecht zu dem die freien Schenkel des U-förmigen Anschlußendes verbindenden Steges, wobei diese Art des An schluß-Clips für die vertikale Substratmontage geeignet ist. Derartige Clips haben sich im Einsatz gut bewährt, da ein Anbohren der Substrate sowie das Einfädeln von Anschlußdrähten in die Bohrungen entfällt. Die auf den Rand der Substrate aufgesteckten Anschluß-Clips halten klemmend bis sie endgültig mit ihrem einen Schenkel an der Kontaktstelle verlötet werden. Diese An schluß-Clips werden bei solchen Substraten eingesetzt, bei denen nur einseitig am Klemmbereich des Clips ein elektrisch leitender Bereich vorhanden ist, da ansonsten durch die beiden Schenkel des Anschlußendes Kurzschlüsse hervor gerufen werden könnten.Connection clips of the type described in the introduction are generally known. You who used in particular for the connection of ceramic substrates, two Types of such connection clips are used. In one type stretches the connecting lug in the plane of the two free legs of the U-shaped connecting end of the connecting web, this type of connection final clips is suitable for horizontal substrate mounting. The other Kind, this terminal lug extends perpendicular to which the free leg of the U-shaped connecting end connecting web, this type of to final clips is suitable for vertical substrate mounting. Such clips have proven themselves well in use, since drilling the substrates and the There is no need to thread connecting wires into the holes. The on the edge of the Substrates attached to the connector clips hold until they finally come along her one leg is soldered to the contact point. This to Final clips are used on substrates with only one side there is an electrically conductive area on the clip's clamping area because otherwise short-circuits are caused by the two legs of the connection end could be called.

Im Gegensatz zu den vorstehend aufgeführten, mit Anschluß-Clips kontaktierten Keramiksubstraten werden Halbleiterbauelemente, wie beispielsweise Varistoren, direkt mit ihren Anschlußenden auf einer Leiterplatte bzw. Träger angelötet.In contrast to the above, contacted with connection clips Ceramic substrates become semiconductor components, such as varistors, soldered directly with their connection ends to a printed circuit board or carrier.

Bei einem Varistor (VDR = Voltage Dependend Resistor) handelt es sich um einen nicht linearen Widerstand, dessen Widerstandswert von der jeweils angelegten Spannung abhängig ist. Der Varistor zählt zu den symmetrischen Halbleiter bauelementen, da seine Stromspannungskennlinie von der Polarität der ange legten Spannung abhängig ist. In seinem prinzipiellen Aufbau besteht der Varistor aus einem Halbleiter, beispielsweise auf Siliziumkarbid-Basis, bei spielsweise in Quaderform mit zwei elektrisch leitenden Schichten an gegen überliegenden Flächen des Quaders, zwischen denen eine Spannung angelegt wird. Zum Anschluß der elektrisch leitenden Schichten werden die Stirnseiten des Halbleitermaterials mit einer Glasisolation überzogen; anschließend wird auf diese Stirnseiten eine Silberschicht aufgebracht, wobei die Silberschicht der einen Stirnseite mit der einen elektrisch leitenden Schicht auf der einen Oberfläche des Substrates und die Silberschicht auf der anderen Stirnseite mit der anderen elektrisch leitenden Oberflächenschicht in Verbindung steht. Diese sogenannten End- oder Anschlußkappen aus Silber dienen dazu, den Varistor auf einer Substrat- oder Schaltungsplatte anzulöten. Dieses bekannte Verfahren zum Kontaktieren eines Varistors ist aufwendig und folglich kostenintensiv. Außer dem treten beim Anlöten solcher Bauelemente Spannungen im Bereich der Lötstel len auf. A varistor (VDR = Voltage Dependend Resistor) is a non-linear resistor, the resistance value of which is applied Voltage is dependent. The varistor is a symmetrical semiconductor components because its current-voltage characteristic curve depends on the polarity of the voltage is dependent. The basic structure consists of Varistor made of a semiconductor, for example based on silicon carbide for example in cuboid form with two electrically conductive layers on against overlying surfaces of the cuboid, between which a voltage is applied. To connect the electrically conductive layers, the end faces of the Semiconductor material covered with a glass insulation; then on these end faces applied a silver layer, the silver layer of the an end face with an electrically conductive layer on one Surface of the substrate and the silver layer on the other end with the other electrically conductive surface layer is connected. These So-called end or connection caps made of silver are used to open the varistor to solder a substrate or circuit board. This known method for Contacting a varistor is complex and consequently cost-intensive. Except this occurs when soldering such components in the area of the solder len on.

Solche Halbleiterbauelemente, insbesondere die beschriebenen Varistoren, können nicht mit den bekannten Anschluß-Clips kontaktiert werden, da die Gefahr besteht, daß der an der Oberseite, Unterseite und der Stirnseite des Halbleiterbauelementes anliegende Clip ein Kurzschluß und damit eine Zer störung des Bauelementes verursachen könnte.Such semiconductor components, in particular the varistors described, can not be contacted with the known connection clips, because the There is a risk that the on the top, bottom and front of the Semiconductor device adjacent clip a short circuit and thus a Zer could cause malfunction of the component.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Anschluß-Cl ip aus Metall der eingangs beschriebenen Art derart auszugestalten, daß er zum Kontaktieren von Halbleiterbauelementen, insbesondere von Varistoren, geeignet ist. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Anschluß-Clips sowie die Verwendung zweier derartiger Clips zum Kontaktieren eines Varistors.The present invention is based on the object, a connection Cl ip from metal of the type described in such a way that he to Contacting semiconductor components, in particular varistors, suitable is. The invention further relates to a method for Production of such a connection clip and the use of two such clips for contacting a varistor.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich eines Anschluß-Clips dadurch gelöst, daß der die beiden Schenkel des U-förmigen Anschlußendes verbindende Steg auf der Innenseite mit einer elektrisch isolierenden Schicht überzogen ist. Verfahrensgemäß wird vor dem Stanzvorgang auf das Bandmaterial im Bereich des die Schenkel des U-förmigen Anschlußendes auf der späteren Innenseite eine elektrisch isolierende Schicht aufgebracht. Unter Innenseite ist diejenige Seite zu verstehen, die in Blickrichtung auf die Öffnung des U-förmigen Anschlußendes sichtbar ist.This object is achieved with regard to a connection clip in that the the web connecting the two legs of the U-shaped connecting end on the Inside is coated with an electrically insulating layer. According to the method, the strip material in the region of the the legs of the U-shaped connection end on the inside later electrically insulating layer applied. Inside is the one Side to understand, looking towards the opening of the U-shaped Connection end is visible.

Mit diesem Anschluß-Clip ist ein kostengünstiges Bauteil geschaffen, um die elektrisch leitenden Schichten eines Halbleiterbauelementes anzuschließen. Diese Anschluß-Clips werden lediglich auf den Rand eines solchen Bauelementes aufgesteckt, so daß die eine bzw. die andere elektrisch leitende Schicht kon taktiert ist; die elektrisch isolierende Schicht auf der Innenseite des Steges des U-förmigen Anschlußendes verhindert, daß ein elektrischer Übergang im Bereich dieser Stirnseite entsteht. Diese isolierenden Schichten können im Rahmen eines zusätzlichen Verfahrensschrittes vor dem Stanzen des Clips auf das Bandmaterial an den entsprechenden Stellen, beispielsweise in Form eines durchgehenden Isolationsstreifens, aufgebracht werden. Falls bei dem anzuschließenden Halbleiterbauelement sowohl die obere elektrisch leitende Schicht als auch die untere elektrisch leitende Schicht jeweils bis zum stirnseitigen Rand des Halbleiters aufgebracht ist, wird der nicht als Kontaktende dienende Schenkel auf seiner Innenseite ebenfalls mit einer elektrisch isolierenden Schicht überzogen. Falls beispielsweise ein Halbleiterbauelement kontaktiert werden soll, bei dem die elektrisch leitenden Schichten nicht bis zum stirnseitigen Rand ausgeführt sind, ist ein Anschluß-Clip geeignet, bei dem der das Kontakt ende bildende Schenkel länger ausgebildet ist als der gegenüberliegende Schenkel. Für die isolierende Schicht wird vorteilhafterweise eine Schicht aus hochtemperaturfestem Kunststoff (Temperaturstabilität bis etwa 300 bis 400°C) eingesetzt, wobei bevorzugt Polyimid verwendet wird. Polyimide zeigen auch bei Temperaturen um 300 bis 350°C eine noch ausreichende mechanische Festigkeit. Für das U-förmige Anschlußende und die Anschlußfahne hat sich flaches Band material aus Messing, einer Messinglegierung oder einer Kupferlegierung, letztere mit einem geringen Zusatz an Eisen, gut bewährt. Insbesondere Band material aus Messing oder einer Messinglegierung mit einer darauf aufgebrach ten isolierenden Schicht aus Polyimid haben sich im Einsatz gut bewährt, da diese Materialzusammenstellung einen haftfesten und gut isolierenden Verbund ergibt und auch den Biegevorgängen beim Formen des Anschlußendes standhält.With this connection clip an inexpensive component is created to the to connect electrically conductive layers of a semiconductor component. These connection clips are only on the edge of such a component attached so that one or the other electrically conductive layer con is clocked; the electrically insulating layer on the inside of the web the U-shaped connection end prevents an electrical transition in the Area of this face is created. These insulating layers can in As part of an additional process step before punching the clip on the tape material at the appropriate points, for example in the form of a continuous insulation strip, are applied. If at that semiconductor component to be connected, both the upper electrically conductive Layer as well as the lower electrically conductive layer in each case up to frontal edge of the semiconductor is applied, is not considered Contacting serving legs on the inside also with a electrically insulating layer coated. For example, if Semiconductor component can be contacted should, in which the electrically conductive layers are not up to the front Edge are designed, a connection clip is suitable, in which the contact end forming leg is longer than the opposite leg Leg. A layer is advantageously made of the insulating layer high temperature resistant plastic (temperature stability up to 300 to 400 ° C) used, preferably polyimide is used. Polyimides also show Temperatures around 300 to 350 ° C still sufficient mechanical strength. There is flat tape for the U-shaped connection end and the connection lug material made of brass, a brass alloy or a copper alloy, the latter with a small addition of iron, well proven. Especially tape material made of brass or a brass alloy with an applied on it The insulating layer made of polyimide has proven itself well in use because this combination of materials creates a strong and well-insulating composite results and also withstands the bending processes when forming the connection end.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschrei bung des Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigtFurther details and features of the invention emerge from the description Exercise of the embodiment with reference to the drawing. In the drawing shows

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Anschluß-Clip in einer Seitenansicht, Fig. 1 shows a terminal clip according to the invention in a side view;

Fig. 2 eine Ansicht des Clips nach Fig. 1 in Richtung des offenen Bereiches des U-förmigen Anschlußendes, Fig. 2 is a view of the clip of Fig. 1 in the direction of the open portion of the U-shaped terminal end,

Fig. 3 den Blechzuschnitt des in den Fig. 1 und 2 gezeigten An schluß-Clips und Fig. 3 shows the sheet metal blank of the circuit clips shown in FIGS . 1 and 2 and

Fig. 4 einen Varistor mit jeweils einem Anschluß-Clip an seinen stirn seitigen Enden. Fig. 4 shows a varistor, each with a connection clip at its front ends.

Der Anschluß-Clip 1 besitzt ein U-förmiges Anschlußende 2 am Ende einer An schlußfahne 3. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist der Anschluß-Clip 1 aus flachem Bandmaterial gestanzt und gebogen. Da der gezeigte Anschluß-Clip 1 aus einem einzigen Teil besteht, ist der die beiden Schenkel 4, 5 verbindende Steg 6 sowie der obere Schenkel 4 in die Verlängerung der Anschlußfahne 3 ge legt, während zwei untere Schenkel vorhanden sind und im Zuschnitt beidseitig der Anschlußfahne 3 verlaufen. Auf dem Zuschnitt ist in einem mittleren Bereich, der die spätere Innenseite des die Schenkel 4, 5 verbindenden Steges 6, eine elektrisch isolierende Schicht 7 aufgebracht. Während zur Bildung des U-förmigen Anschlußendes 2 des Anschluß-Clips der in Fig. 3 gezeigte obere Schenkel 4 in der Darstellung nach unten in Richtung der isolierenden Schicht 7 gebogen wird, werden die beiden unteren Schenkel 5 entlang der Biegelinie 8 nach oben gebogen.The connection clip 1 has a U-shaped connection end 2 at the end of a flag 3 . As can be seen from Fig. 3, the connection clip 1 is punched and bent from flat strip material. Since the connection clip 1 shown consists of a single part, the two legs 4, 5 connecting web 6 and the upper leg 4 in the extension of the connecting lug 3 sets GE, while two lower legs are present and cut on both sides of the connecting lug 3 run. An electrically insulating layer 7 is applied to the blank in a central region, which later becomes the inside of the web 6 connecting the legs 4, 5 . While the upper leg 4 shown in FIG. 3 is bent downwards in the direction of the insulating layer 7 to form the U-shaped connection end 2 of the connection clip, the two lower legs 5 are bent upwards along the bending line 8 .

In Fig. 4 ist ein Varistor 9 schematisch dargestellt, der im Schnitt einen quaderförmigen Halbleiter 10 mit einer oberen elektrisch leitenden Schicht 11 und einer unteren elektrisch leitenden Schicht 12 aufweist. Auf die beiden Stirnseiten dieses Varistors ist jeweils ein Anschluß-Clip 1 aufgesteckt, wie er in ähnlicher Ausführungsform in Fig. 1 und 2 gezeigt wird. Im Gegensatz zu dem Anschluß-Clip nach Fig. 1 und 2 weisen die Anschluß-Clips in Fig. 4 jeweils einen längeren und einen kürzeren Schenkel 13, 14 auf, wobei der jeweils längere Schenkel die entsprechende elektrisch leitende Schicht 11, 12 kontaktiert. Der dem längeren Schenkel gegenüberliegende Schenkel eines An schluß-Clips liegt an einem mit einem isolierenden Material 15 überzogenen Bereich des Varistors 9 an, so daß die obere elektrisch leitende Schicht 11 durch den einen Anschluß-Clip 1 und die untere elektrisch leitende Schicht 12 durch den anderen Anschluß-Clip kontaktiert wird. Die isolierende Schicht 7 auf der Innenseite des die beiden Schenkel 4, 5 verbindenden Steges 6 liegen an den Stirnseiten des Halbleiters 10 an, so daß in diesem Bereich kein elek trischer Übergang bzw. Kontakt besteht. Die jeweiligen längeren Schenkel 13 sind mit Lot 16 an der elektrisch leitenden Schicht, auf der sie aufliegen, verlötet. Die Enden der Schenkel 13, 14 des Anschlußendes 2 sind geringfügig nach außen gebogen, so daß das Aufschieben des Clips auf die Enden des Bautei les, im gezeigten Beispiel des Varistors 9, erleichtert wird.A varistor 9 is shown schematically in FIG. 4, which in section has a cuboid semiconductor 10 with an upper electrically conductive layer 11 and a lower electrically conductive layer 12 . A connection clip 1 , as shown in a similar embodiment in FIGS. 1 and 2, is attached to each of the two end faces of this varistor. In contrast to the connection clip according to FIGS. 1 and 2, the connection clips in FIG. 4 each have a longer and a shorter leg 13, 14 , the longer leg in each case making contact with the corresponding electrically conductive layer 11, 12 . The opposite leg of the longer leg of a circuit clip is located on an area coated with an insulating material 15 of the varistor 9 , so that the upper electrically conductive layer 11 through a terminal clip 1 and the lower electrically conductive layer 12 through other connection clip is contacted. The insulating layer 7 on the inside of the two legs 4, 5 connecting web 6 rest on the end faces of the semiconductor 10 , so that there is no elec trical transition or contact in this area. The respective longer legs 13 are soldered with solder 16 to the electrically conductive layer on which they rest. The ends of the legs 13, 14 of the connection end 2 are slightly bent outwards, so that the sliding of the clip onto the ends of the component les, in the example shown the varistor 9 , is facilitated.

Der Varistor 9 mit den aufgesteckten Anschluß-Clips 1 kann zusätzlich mit einem nicht dargestellten Glas vergossen werden, wobei von Vorteil ist, wenn die isolierende Schicht 7 aus einem hochtemperaturfesten Kunststoff, wie ein Polyimid, besteht, da dann beim Vergießen des Glases ein Erweichen des Kunst stoffs nicht auftritt. Polyimide zeigen eine gute Festigkeit auch bei Temperaturen im Bereich von 300 bis 350°C.The varistor 9 with the attached connector clips 1 can additionally be potted with a glass, not shown, which is advantageous if the insulating layer 7 consists of a high-temperature-resistant plastic, such as a polyimide, since then when the glass is potted, a softening of the Plastic does not occur. Polyimides show good strength even at temperatures in the range of 300 to 350 ° C.

Mit den Anschlußfahnen 3 kann ein solcher Varistor beispielsweise auf einer Leiterplatte angelötet werden.Such a varistor can be soldered, for example, to a printed circuit board using the connecting lugs 3 .

Claims

1. Connection clip made of metal for a semiconductor component having two electrically conductive layers on opposite surfaces, in particular for a varistor, the clip being formed from a U-shaped connection end at the end of a connection lug and one of the free legs of the U-shaped end as Contact end serves, characterized in that the web ( 6 ) connecting the two legs ( 4, 5; 13, 14 ) of the U-shaped connection end ( 2 ) is covered on the inside with an electrically insulating layer ( 7 ).

2. Connection clip according to claim 1, characterized in that the as Contacting serving legs opposite legs on its inside side is coated with an electrically insulating layer.

3. Connection clip according to claim 1 or 2, characterized in that the leg forming the contact end ( 13 ) is longer than the opposite leg ( 14 ).

4. Connection clip according to one of claims 1 to 3, characterized in that the insulating layer ( 7 ) is a layer of high temperature resistant plastic.

5. Connection clip according to claim 4, characterized in that the plastic Is polyimide.

6. Connection clip according to one of claims 1 to 5, characterized in that the U-shaped connection end ( 2 ) and the connection lug ( 3 ) are formed from flat strip material.

7. Connection clip according to one of claims 1 to 6, characterized in that the U-shaped connection end ( 2 ) and the connection tab ( 3 ) consist of brass or a brass alloy.

8. Connection clip according to one of claims 1 to 6, characterized in that the U-shaped connection end ( 2 ) and the connection tab ( 3 ) consist of a copper alloy with a small addition of iron.

9. Method of making a metal connector clip for a two having electrically conductive layers on opposite surfaces Semiconductor component in which the clip is made of flat strip material punched out and then to a U-shaped connection end at the end a terminal lug is bent, characterized in that before the Stamping process on the strip material in the area of the legs of the U-shaped connection of the connecting web on the later inside an electrically insulating layer is applied.

10. The method according to claim 9, characterized in that before punching the Connection clips in the area of the later inside of one or the other Leg of the U-shaped connection end an electrically insulating layer is applied.

11. Use of two connection clips according to one or more of claims 1 to 8 as connecting lugs for a varizer that has two electrically conductive Has layers on opposite surfaces of a semiconductor, characterized in that in each case on opposite ends of the Varistors attached a connector clip with its U-shaped connector end is, the upper leg of a connector clip the one electrically conductive layer and the lower leg of the other connection clip the contacted other electrically conductive layer.