DE4307162C2 - Verbindung, Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung auf einer Chipanschlußfläche - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Verbindung eines Leitungselements mit einer Anschlußfläche eines elektronischen Bauelements gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2. Des weiteren betrifft die Erfindung eine zur Durchführung der vorgenannten Verfahren geeignete Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9 sowie eine Verbindung zwischen einem elektronischen Leitungselement und einer Anschluß­ fläche eines elektronischen Bauelements gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.

Zur Verbindung von Anschlußflächen von elektroni­ schen Bauelementen, wie Chips, mit einem mikrofeinen Drahtleiter oder anderen Leitungselementen, ist es bekannt, die im Falle eines Chips regelmäßig aus ei­ ner Aluminiumschicht bestehenden Anschlußflächen, die sogenannten Pads, zuvor mit einer weiteren Me­ tallauflage, etwa Gold zur Ausbildung sogenannter Bumps zu versehen. Das Aufbringen der Bumps auf die ursprünglichen Anschlußflächen erfordert zum einen ein aufwendiges Arbeitsverfahren, das der eigentli­ chen Chipherstellung nachgeordnet und der eigentli­ chen Verbindungsdurchführung vorgeordnet ist. Hier­ durch ergeben sich bei der Herstellung von Baugrup­ pen oder Funktionseinheiten, wie etwa eines Trans­ ponders, bei dem Wickeldrahtenden einer Spulenwick­ lung mit den Anschlußflächen eines Chips verbunden sind, erhöhte Fertigungskosten. Zum anderen ist na­ türlich auch eine weitere Kostenerhöhung durch die Verwendung metallisch edler Materialien für die Her­ stellung der Bumps verbunden. Vorzugsweise wird da­ bei Gold, gegebenenfalls nach Aufbringung einer Wol­ fram aufweisenden Zwischenschicht, als "Bump-Materi­ al" gewählt, da es sich neben einer hohen Korro­ sionsbeständigkeit durch einen besonders niedrigen Schmelzpunkt auszeichnet, so daß zur Verbindung der Anschlußfläche mit dem Leitungselement nur eine mög­ lichst geringe Energiezufuhr notwendig ist.

Aus der JP 63-244633 A (Pat. Abstr. of JP, E-712) ist ein Drahtbondverfahren bekannt, bei dem durch einen wiederholten Stauchvorgang die Zuverlässigkeit einer Bondstelle erhöht wird. Die JP 1-276729 A (Pat. Abstr. of JP, E-880) zeigt ebenfalls ein Drahtbondverfahren bei dem die Zuverlässigkeit einer zweiten Bondstelle durch einen wiederholten Stauch­ vorgang erhöht wird.

Aus der JP 2-273945 A (Pat. Abstr. of JP, E-1027) ist ein Verfahren bekannt, das es ermöglicht, eine Verbindungsdrahtauflage zur Ausbildung einer Kon­ takterhöhung (Bump) auf eine Anschlußfläche aufzu­ bringen. Die DE 32 09 242 C2 zeigt ebenfalls ein derartiges Verfahren zur Erzeugung eines Bumps.

Aus der DE 41 31 413 A1 ist ein Verfahren bekannt, das den aus unterschiedlichen Materiallagen beste­ henden, geschichteten Aufbau eines Bumps ermöglicht. Die Verbindung der einzelnen Schichten untereinander erfolgt mittels eines Lötverfahrens.

Die EP 0 265 927 A2 zeigt ein Verfahren, das zur Verbindung von mehreren Anschlußdrähten mit ein und derselben Anschlußfläche eine übereinandergeschich­ tete Anordnung deformierter Anschlußdrahtbereiche auf der Anschlußstelle vorsieht. Die Verbindung der einzelnen Anschlußdrahtbereiche untereinander und mit der Anschlußfläche erfolgt mittels einer Preß­ schweißung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun­ de, eine Verbindung bzw. ein Verfahren und eine Vor­ richtung zu deren Herstellung zu schaffen, derart, daß das Aufbringen von Bumps auf die standardmäßig an dem Bauelement vorhandenen Pads vor Durchführung der Verbindung nicht notwendig ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merk­ malen der Ansprüche 1 oder 2 gelöst.

Gemäß einer ersten Lösung dieser Aufgabe wird die Verbindung mittels eines Stauchverbindungsvorgangs durchgeführt, bei dem zunächst ein Ende eines Ver­ bindungsdrahts mittels eines ersten Stauchverbin­ dungsvorgangs unter Ausbildung einer ersten Verbin­ dungsdrahtauflage mit der Anschlußfläche des Bauele­ ments verbunden wird. Das Leitungselement wird über die auf der Anschlußfläche ausgebildete erste Verbindungsdrahtauflage geführt und liegt auf dieser auf oder ist zumindest dicht beabstandet zu dieser und der an der Anschlußfläche mit seinem freien Ende haftende Verbindungsdraht wird mit seinem laufenden Ende um das Leitungselement herum auf dessen Oberseite geführt, um auf das Leitungselement eine weitere Verbindungsdrahtauflage aufzubringen. Beim Stauchen der oberen Verbindungs­ drahtauflage wird das Leitungselement quasi zwischen der oberen und der unteren Verbindungsdrahtauflage verkeilt, so daß eine sichere elektrische Ver­ bindung zwischen dem Leitungselement und der An­ schlußfläche über die Verbindungsdrahtauflagen ge­ schaffen ist.

Eine weitere Lösung gemäß Anspruch 2 besteht darin, nach Ausbildung der auf die Anschlußfläche aufge­ brachten Verbindungsdrahtauflage das über die Ver­ bindungsdrahtauflage geführte Leitungselement selbst in die Verbindungsdrahtauflage einzudrücken, um durch ein Verkeilen des Leitungselements in der Ver­ bindungsdrahtauflage eine sichere elektrische Ver­ bindung zwischen diesem und der Anschlußfläche über die Verbindungsdrahtauflage zu schaffen.

Die erfindungsgemäßen Verfahren bieten den Vorteil, daß zur Durchführung der Verbindung des Leitungs­ elements mit der Anschlußfläche eine vorherige Prä­ parierung der Anschlußfläche durch Aufbringung von Bumps in einem gesonderten Bearbeitungsverfahren entfällt. Bei den erfindungsgemäßen Verfahren wird quasi eine elektrisch leitfähige Verbindung während der Verbindungsherstellung durch Materialzufuhr er­ möglicht.

Durch den Wegfall des gesonderten Bearbeitungsver­ fahrens zur Aufbringung der Bumps entfällt auch die hieran anschließende Überprüfung bevor das Bauteil unter Einhaltung der garantierten Qualitätsmaßstäbe zur Applizierung freigegeben werden kann. Hierdurch ergibt sich eine weitere Möglichkeit der Kostenredu­ zierung, diesmal auf dem Gebiet der Qualitätskon­ trolle. Zudem wird der Produktionsausschuß bei der Chipherstellung wesentlich reduziert, da allein durch die komplexe Handhabung des Chips beim Auf­ bringen der Bumps die Chips häufig beschädigt wer­ den.

Das Applizieren eines Verbindungsdrahtes auf eine Anschlußfläche eines elektronischen Bauelements zur Verbindung mit einem weiteren Bauelement ist ansich unter dem Begriff "wire-bonding" seit längerer Zeit bekannt. Dieses Verfahren, bei dem der Verbindungs­ draht unter Einwirkung von Druck und Temperatur mit der Anschlußfläche des Bauelements verbunden wird, wurde bislang jedoch nur dazu verwendet, um etwa einen auf einem Substrat oder einer Leiterplatte angeordneten Chip mit diesem bzw. dieser elektrisch leitfähig zu verbinden. Die Verbindung einer Chip­ anschlußfläche mit einem Substrat oder einer Leiter­ platte mittels eines Verbindungsdrahtes diente da­ zu, die für die elektrische Verbindung mit einem Drahtleiter, etwa dem Wickeldraht einer Mikro-Spule, zur Verfügung stehende Anschlußfläche künstlich zu vergrößern, um die Applikation des Drahtleiters zu vereinfachen. Demgegenüber ermöglicht es das erfin­ dungsgemäße Verfahren, den Drahtleiter unmittelbar mit einer Chipanschlußfläche zu verbinden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens wird der Verbindungsdraht zur Erzeugung der Verbindungsdrahtauflage bzw. der Verbindungsdrahtauflagen mehrmals gestaucht, wobei zwischen den einzelnen Stauchvorgängen ein Verbin­ dungsdrahtvorschub erfolgt. Hierdurch ist es mög­ lich, die Verbindungsdrahtauflage bzw. die Verbin­ dungsdrahtauflagen möglichst großflächig auszubil­ den, wobei jeweils ein Stauchbereich dazu genützt wird, den vorhergehenden Stauchbereich weiter aus­ einander zu treiben. Je nach Wahl des Verbin­ dungsdrahtmaterials kann es sich dabei als vorteil­ haft erweisen, wenn eine Beheizung des Verbindungs­ drahts erfolgt. Hierdurch wird die Fließgrenze des Verbindungsdrahtmaterials herabgesetzt und sowohl der Stauchvorgang selbst als auch die großflächige Verteilung des gestauchten Drahtmaterials erleich­ tert. Bei Verwendung einer sehr weichen Legierung, wie etwa einer Aluminium- oder Goldlegierung, als Verbindungsdrahtmaterial kann auf eine solche Behei­ zung verzichtet werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens besteht die Möglichkeit, das laufende Ende des Verbindungsdrahtes nach Fer­ tigstellung der Verbindungsdrahtauflage bzw. Verbin­ dungsdrahtauflagen zu einer Anschlußfläche eines weiteren Bauelements zu führen, um dort durch Auf­ bringen mindestens einer weiteren Verbindungsdraht­ auflage eine elektrisch leitfähige Verbindung zwi­ schen diesem und dem ersten Bauelement herzustellen. Hierdurch ist die vorteilhafte Möglichkeit gegeben, in einem kontinuierlichen Verbindungsvorgang die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen einer be­ liebigen Anzahl von Bauelementen herzustellen, um somit auch komplexe Baugruppen schaffen zu können. Dies erweist sich insbesondere in der Transponder- oder Sensortechnologie als vorteilhaft, da auf ein­ fache Art und Weise etwa die Verbindung eines Chips mit einem Kondensatorelement, als Energiespeicher für einen Read-Write-System möglich ist, oder die einfache Möglichkeit der Kombination unterschiedli­ cher Chiptechnologien (CMOS/Bipolar) durch die Ver­ bindung entsprechender Chips bei einem Sensor gege­ ben ist. Bei beiden vorgenannten Anwendungsgebieten kommt es insbesondere auf eine weitestgehende Minia­ turisierung an, die mittels der erfindungsgemäßen Verbindungsverfahren möglich ist.

Bei der Herstellung der Verbindung des Drahtleiters mit den Anschlußflächen des elektronischen Bauele­ ments kann das Leitungselement zunächst über eine erste Anschlußfläche und anschließend über eine wei­ tere Anschlußfläche kontinuierlich hinweggeführt werden, wobei zunächst bei der ersten und anschlie­ ßend bei der weiteren Anschlußfläche die Verbindung nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren erfolgt. Somit kann eine nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Verbindung gleichzeitig als mechanische Halteeinrichtung für den Drahtleiter bei nachfolgen­ den Manipulationen mit diesem, wie etwa das Wickeln einer Spule bei der Transponderherstellung, dienen.

Nach Herstellung einer Verbindung zwischen dem Drahtleiter und einer Anschlußfläche kann die Ver­ bindung außen mit einem Überzug, etwa einem Potting­ verguß, versehen werden, um die Verbindung bei Be­ darf korrosions- bzw. alterungsbeständig zu machen.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist eine Halte­ einrichtung zur positionierenden Aufnahme eines mit Anschlußflächen versehenen elektronischen Bauele­ ments, eine Drahtführungseinrichtung zur Führung des Drahtleiters über die Anschlußflächen und eine Ein­ richtung zur Aufbringung mindestens einer Verbin­ dungsdrahtauflage auf die Anschlußflächen auf.

Die Vorrichtung ermöglicht durch Aufbringung einer Verbindungsdrahtauflage auf die betreffende Anschlußfläche und den mit der Anschluß­ fläche zu verbindenden Drahtleiter eine unmittelbare Verbindung des Drahtleiters mit der Anschlußfläche.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung ist eine Stauchverbindungs­ einrichtung mit einer Drahtvorschubeinrichtung, ei­ ner Staucheinrichtung und einer Trenneinrichtung versehen. Mittels der Stauchverbindungseinrichtung läßt sich der Drahtleiter quasi in einer oder zwi­ schen zwei Verbindungsdrahtauflagen einquetschen oder einklemmen, ohne daß eine Schweiß- oder Klebe­ verbindung zwischen den Verbindungsdrahtauflagen erfolgen müßte. Vielmehr erfolgt eine Materialver­ bindung im Sinne einer Schweiß-, Löt- oder Klebever­ bindung, im wesentlichen zwischen der Anschlußfläche und der Verbindungsdrahtauflage. Welche Art der Ver­ bindung dabei tatsächlich ausgeführt wird, ist im wesentlichen von der Art der in der Verbindung kom­ binierten Materialien abhängig. Bei einer Alumini­ um/Aluminium-Paarung zwischen Anschlußfläche und Verbindungsdrahtauflage erfolgt ein Verschweißen, bei einer Aluminium/Zinn-Paarung erfolgt vor­ zugsweise eine Lötverbindung und bei einer Alumini­ um/Kunststoff-Paarung kann eine Klebeverbindung er­ folgen. Hierbei ist es natürlich zur Erhaltung der elektrischen Leitfähigkeit zwischen den Verbindungs­ drahtauflagen und der Anschlußfläche notwendig, daß der "Kunststoff-Verbindungsdraht" elektrisch leiten­ de Zusätze enthält.

Die Kombination einer Drahtvorschubeinrichtung und einer Staucheinrichtung ermöglicht eine derartige Gestaltung der Verbindungsdrahtauflagen, daß diese wahlweise etwa großflächig und dünn bei geringem Drahtvorschub und hohen Stauchkräften oder auch kleinflächig und dick bei hohem Drahtvorschub und geringen Stauchkräften ausgeführt sein können. Hier­ durch ist es möglich die Gestaltung der Verbindungs­ drahtauflagen auf besonders einfache Weise an die Querschnitte des mit der Anschlußfläche zu verbin­ denden Drahtleiters anzupassen.

Die vorgenannte Gestaltungsmöglichkeit hinsichtlich der Verbindungsdrahtauflagen kann durch eine Behei­ zung des Verbindungsdrahts oder der Stauchverbin­ dungseinrichtung noch weiter erhöht werden. Darüber hinaus erweist sich eine Beheizung auch als vorteil­ haft, da hierdurch die für die Verbindung erforder­ lichen Stauchkräfte reduziert werden können.

Die Stauchverbindungseinrichtung kann etwa im Um­ fangsbereich eines Drahtmundstücks der Drahtvorschu­ beinrichtung mit einer Beschichtungseinrichtung zum Auftrag einer Schutzschicht auf die Verbindung ver­ sehen sein. Hierdurch ist es möglich, bei Vorliegen entsprechender Umgebungsbedingungen eine Schutz­ schicht auf die Verbindung aufzubringen, ohne daß hierzu eine separat zu handhabende Einrichtung vor­ zusehen wäre.

Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist durch eine Verbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gegeben.

Die erfindungsgemäße Verbindung zwischen einem Leitungselement und einer Anschlußfläche weist einen Verbindungsdraht auf, der ausgehend von einer zwischen dem Verbindungsdraht und der Anschlußfläche gebildeten ersten gestauchten Verbindungsdrahtauflage so um das Lei­ tungselement herumgeführt ist, daß das Leitungselement zwischen der ersten gestauchten Verbindungsdrahtauflage und der gegenüberliegenden auf der Oberseite des Leitungselements gebildeten zweiten gestauchten Verbindungsdrahtauflage zumindest mit einem Teil seines Querschnitt­ sumfangs zwischen den gestauchten Verbindungsdrahtauflagen klemmend gehalten ist.

Die erfindungsgemäße Verbindung kommt ohne einen Bump aus, der vor Herstellung der Verbindung auf die standardmäßige Anschlußfläche aufzubringen wäre. Hierdurch ermöglicht die erfindungsgemäße Verbindung eine um das damit zusammenhängende Arbeitsverfahren vereinfachte Herstellung.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verbindung ist ausgehend von einer Verbindungsdrahtauflage der mit dieser zusammenhän­ gende Verbindungsdraht mit einer Anschlußfläche ei­ nes weiteren elektronischen Bauelements verbunden. Hierdurch ergibt sich eine Verbindung zwischen dem Leitungselement und mehreren, nachfolgend angeord­ neten Bauelementen mit einem einzigen, kontinuierli­ chen Verbindungsdraht. Somit werden störende Schnittstellen, die zu einer Erhöhung des Leitungs­ widerstands im Verbindungsbereich führen vermieden.

Bei Bedarf kann die Verbindung mit einem korrosions- und/oder alterungsbeständigen Überzug versehen sein, um bei Vorliegen entsprechender Umgebungsbedingungen einen wirksamen Schutz für die Verbindung zu schaf­ fen.

Nachfolgend werden das erfindungsgemäße Verfahren, eine Vorrichtung zu dessen Durchführung und die erfindungsge­ mäße Verbindung beispielhaft anhand einer jeweils bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung einer Ver­ bindung zwischen einen Drahtleiter und einer An­ schlußfläche eines Chips in einer Ausgangsstellung;

Fig. 2 eine Stauchverbindungseinrichtung nach Ap­ plizieren einer ersten Verbindungsdrahtauflage auf einer Anschlußfläche des Chips;

Fig. 3 eine Drahtführungseinrichtung beim Führen des mit der Anschlußfläche zu verbindenden Drahtlei­ ters über diese hinweg;

Fig. 4 die Stauchverbindungseinrichtung beim Auf­ bringen einer zweiten Verbindungsdrahtauflage auf den über die Anschlußfläche hinweggeführten Draht­ leiter in einer ersten Phase;

Fig. 5 die in Fig. 4 dargestellte Stauchverbin­ dungseinrichtung beim Aufbringen der zweiten Verbin­ dungsdrahtauflage in einer zweiten Phase;

Fig. 6 eine beispielhafte Ausführung einer erfin­ dungsgemäßen Verbindung zwischen einem Drahtleiter und einer Anschlußfläche eines Chips.

Fig. 1 zeigt eine Verbindungsvorrichtung 10 zur Ver­ bindung eines Drahtleiters 11 mit einer Anschlußflä­ che 12 eines hier beispielhaft als Chip ausgeführten elektronischen Bauelements 13.

Die Verbindungsvorrichtung 10 weist eine Halteein­ richtung 14 zum positionierenden Halten des Chips 13, eine Drahtführungseinrichtung 15 sowie eine Stauchverbindungseinrichtung 16 auf.

Die Halteeinrichtung 14 besteht bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei den Chip 13 diagonal aufnehmenden Klemmbacken 17, 18, die jeweils zwei rechtwinklig zueinander ausgerichtete Klemmschenkel 19, 20 aufweisen. Die in der Darstel­ lung gemäß Fig. 1 rückwärtig angeordnete Klemmbacke 17 ist zur lösbar klemmenden Aufnahme des Chips 13 längs einer Halteeinrichtungsdiagonalen 21 ver­ schiebbar gegenüber der Klemmbacke 18 angeordnet.

Die Drahtführungseinrichtung 15 besteht bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer zwei Klemmbacken 22, 23 aufweisenden, im Raum feststehend angeordneten Klemmaufnahme 24 und einem Drahtführer 25, der zur Führung und Ausrichtung des Drahtleiters 11 gegenüber den Anschlußflächen 12 des Chips 13 dient. Dabei nimmt der Drahtführer 25 den Drahtleiter fest auf und das laufende Ende des Drahtleiters 11 wird durch die geöffnete, als Leiteinrichtung dienende Klemmaufnahme 24 hindurch­ gezogen.

Die Stauchverbindungseinrichtung 16 weist ein Mund­ stück 26 auf, durch das ein Verbindungsdraht 27 mit­ tels einer hier nicht näher dargestellten Drahtvor­ schubeinrichtung ausgegeben wird. Das Mundstück 26 ist mittels einer hier nicht näher dargestellten Handhabungseinrichtung frei beweglich im Raum ange­ ordnet und verfügt über eine nicht näher dargestell­ te Drahttrenneinrichtung.

Die Fig. 2 bis 5 zeigen beispielhaft aufeinanderfol­ gende Phasen bei der Herstellung einer Stauchverbin­ dung zwischen einer Anschlußfläche 12 eines Chips 13 und einem Drahtleiter 11. Bei dem hier dargestellten Verfahren wird ein Chip 13 mit standardmäßigen An­ schlußflächen 13 aus Aluminium, die nicht mit Bumps versehen sind, verwendet. Der aus der Stauchverbin­ dungseinrichtung 16 herausgeführte Verbindungsdraht 27 besteht ebenfalls aus Aluminium, so daß quasi eine "Presschweißung" zwischen dem Verbindungsdraht 27 und den Anschlußflächen 12 erfolgt, wenn dieser durch das Mundstück 26 der Stauchverbindungsein­ richtung 16 auf die jeweilige Anschlußfläche 12 auf­ gepreßt wird.

Fig. 2 zeigt die rechte Anschlußfläche 12 unmittel­ bar nach Aufbringen einer ersten Verbindungsdraht­ auflage 28 durch die Stauchverbindungseinrichtung 16. Das Aufbringen der ersten Verbindungsdrahtaufla­ ge 28 erfolgt dabei durch Ausgeben einer Verbin­ dungsdrahtlänge auf die Anschlußfläche 12, wobei nach Erreichen eines vorgegebenen Drahtvorschubs die ausgegebene Drahtlänge durch das Mundstück auf die Anschlußfläche 12 aufgepreßt wird. Um den zur Ver­ bindung des Verbindungsdrahts 27 mit der Anschluß­ fläche 12 notwendigen Verbindungsdruck zu begrenzen erfolgt gleichzeitig mittels einer hier nicht näher dargestellten Beheizungseinrichtung eine, die Fließ­ grenze des Verbindungsdrahts 27 reduzierende Erwär­ mung des Verbindungsdrahts 27. Um eine möglichst großflächige Verbindungsdrahtauflage 28 mit mög­ lichst gleichmäßiger Verbindungsdrahtverteilung auf der Anschlußfläche 12 zu schaffen, erfolgt die Aus­ gabe des Verbindungsdrahts 27 auf die Anschlußfläche 12 in mehreren Intervallen, die jeweils durch einen Stauch- oder Quetschvorgang, ausgeführt durch das Mundstück 26, unterbrochen sind. Nach Fertigstellung der ersten Verbindungsdrahtauflage 28 wird, wie in Fig. 2 dargestellt, das Mundstück 26 seitlich nach oben von der Anschlußfläche 12 wegbewegt, wobei gleichzeitig mit der wegführenden Bewegung des Mund­ stücks 26 ein entsprechender Drahtvorschub des Ver­ bindungsdrahts 27 erfolgt.

Fig. 3 zeigt, wie nachfolgend der Drahtleiter 11 vom Drahtführer 25 durch die Klemmaufnahme 24 hindurch über die mit der ersten Verbindungsdrahtauflage 28 versehene Anschlußfläche 12 hinweggeführt ist. Die Klemmaufnahme 24 kann dabei gleichzeitig zur Regu­ lierung der Drahtspannung verwendet werden. In der in Fig. 3 dargestellten Verbindungsstellung liegt der Drahtleiter 11, hier ein mit einer Backlackiso­ lierung versehener Kupferdraht mit einer Dicke von wenigen Hundertstel Millimetern, auf der Verbindungs­ drahtauflage 28 auf oder befindet sich zumindest sehr dicht beabstandet zu dieser.

Fig. 4 zeigt das in eine Stellung unmittelbar oberhalb des Drahtleiters 11 übergewechselte Mund­ stück 26. Um zu vermeiden, daß sich infolge der zu­ nächst von der Anschlußfläche 12 wegführenden Bewe­ gung (Fig. 3) und anschließenden wieder zur An­ schlußfläche 12 hinführenden Bewegung (Fig. 4) eine Verbindungsdrahtschlaufe ausbildet, erfolgt während der Bewegung des Mundstücks 26 zur Anschlußfläche 12 hin ein umgekehrter Drahtvorschub.

Fig. 5 zeigt das oberhalb des Drahtleiters 11, über der Anschlußfläche 12 angeordnete Mundstück 26 nach Ausgabe einer ersten Drahtvorschublänge auf den Drahtleiter 11 und Durchführung eines ersten Stauch­ vorgangs in einer zur Ausgabe einer weiteren Draht­ vorschublänge von der Anschlußfläche 12 wegbewegten Position. Ausgehend von dieser Position wird dann das Mundstück 26 zur Stauchung der ausgegebenen Drahtvorschublänge auf den Drahtleiter 11 nun wie­ der auf diesen aufgedrückt. Durch wiederholtes Aus­ geben und Stauchen einer Drahtvorschublänge wird nunmehr auch oberhalb des Drahtleiters 11 eine zwei­ te Verbindungsdrahtauflage 29 ausgebildet. Nach Fer­ tigstellung der zweiten Verbindungsdrahtauflage 29 wird der Verbindungsdraht 27 mit der hier nicht nä­ her dargestellten, am Mundstück 26 angeordneten Drahttrenneinrichtung durchtrennt und das Mundstück 26 kann zu der weiteren, in Fig. 5 links dargestell­ ten Anschlußfläche 12 bewegt werden, um auch dort in vorstehend beschriebener Art und Weise eine Stauch­ verbindung durchführen zu können.

Infolge der Beheizung des Verbindungsdrahts 27 wird die Backlackisolierung des Drahtleiters 11 beim Auf­ bringen der zweiten Verbindungsdrahtauflage 29 im Kontaktbereich zwischen den Verbindungsdrahtauflagen 28 und 29 entfernt, so daß eine sichere, elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Verbindungsdraht 27 und dem Drahtleiter 11 einerseits und dem Verbin­ dungsdraht 27 und der Anschlußfläche 12 des Chips andererseits gegeben ist.

Fig. 6 zeigt, wie der Drahtleiter 11 umfangsseitig durch den Verbindungsdraht 27 bzw. den daraus gebil­ deten Verbindungsdrahtauflagen 28, 29 klemmend ge­ halten wird. Aufgrund der Stauchvorgänge beim Auf­ bringen der Verbindungsdrahtauflagen 28, 29 ergibt sich zwischen diesen und dem Drahtleiter 11 ein zu­ mindest teilweiser Umfangskontakt. Das wiederholte Ausführen der Stauchvorgänge, das zu der in Fig. 6 dargestellten Ausbildung von Stauchschichten 34, 35 führt, ermöglicht dabei eine besonders großflächige Ausbildung des Kontaktbereichs, da durch den aufge­ brachten Druck die jeweils jüngere Schicht die be­ nachbarte ältere Schicht keilartig auseinander treibt. Die obere Verbindungsdrahtauflage 29 weist infolge der Durchtrennung des Verbindungsdrahts 27 nach Fertigstellung der oberen Verbindungsdrahtauf­ lage 29 eine Trennfläche 30 auf.

Aus Fig. 6 ist deutlich ersichtlich, daß die Verbin­ dungsdrahtauflagen ineinander übergehend ausgebildet sind, so daß auch für den Fall, daß nur eine Verbin­ dungsdrahtauflage zwischen der Anschlußfläche und dem Drahtleiter vorgesehen wird, und der Drahtleiter anschließend in die Verbindungsdrahtauflage hinein gedrückt wird, sich im wesentlichen eine Verbindung mit dem in Fig. 6 dargestellten Aussehen ergibt.

Mit durchbrochenem Linienverlauf ist in Fig. 6 eine Alternative dargestellt, bei der nach Fertigstell­ tung der zweiten Verbindungsdrahtauflage 29 auf dem Drahtleiter 11 keine Durchtrennung des Verbindungs­ drahts 27 erfolgt sondern dieser bei gleichzeitiger Ausgabe einer entsprechenden Drahtvorschublänge zur Ausbildung einer Verbindungsdrahtbrücke 31 zu einem weiteren elektronischen Baulement, etwa einem weite­ ren Chip oder auch einem SMD (surface mounted devi­ ce)-Kondensatorelement weitergeführt ist, um unter Ausbildung einer Verbindungsdrahtauflage 32 eine Quetschverbindung mit einer Anschlußfläche 33 dieses Bauelements herzustellen. Ausgehend von der Verbin­ dungsdrahtauflage 32 können dann weitere, hier nicht näher dargestellte Verbindungsdrahtbrücken zum An­ schluß weiterer Bauelemente vorgesehen werden.

Aufgrund der gegebenen Standard-Padgröße von etwa 100 × 100 Mikrometer gegenüber einem Verbindungs­ drahtdurchmesser von etwa 30 Mikrometer ist es auch möglich, mehrere der in Fig. 6 dargestellten Verbin­ dungen auf einer Anschlußfläche vorzusehen.

Claims (15)

1. Verfahren zur Verbindung eines Leitungselements, insbesondere eines mikrofeinen Drahtleiters, mit einer Anschlußfläche eines elektroni­ schen Bauelements, wie eines Chips, wobei ein Ende eines Verbin­ dungsdrahts mittels eines Stauchverbindungsvorgangs unter Ausbil­ dung einer ersten Verbindungsdrahtauflage mit der Anschlußfläche verbunden wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Leitungselement (11) über die auf der Anschlußfläche (12) ausgebildete erste Verbindungsdrahtauflage (28) geführt wird und auf dieser aufliegt oder zumindest zu dieser dicht beabstandet ist,
der Verbindungsdraht (27) mit seinem laufenden Ende zur Ausbildung einer zweiten Verbindungsdrahtauflage (29) auf dem Leitungselement (11) um das Leitungselement (11) herum auf dessen Oberseite geführt wird, und
unter Druckeinwirkung eine klemmende Aufnahme des Leitungsele­ ments (11) zwischen der ersten Verbindungsdrahtauflage (28) und der zweiten Verbindungsdrahtauflage (29) erfolgt.

2. Verfahren zur Verbindung eines Leitungselements, insbesondere eines mikrofeinen Drahtleiters, mit einer Anschlußfläche eines elektroni­ schen Bauelements, wie eines Chips, wobei ein Ende eines Verbin­ dungsdrahts mittels eines Stauchverbindungsvorgangs unter Ausbil­ dung einer Verbindungsdrahtauflage mit der Anschlußfläche verbun­ den wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungselement (11) über die auf der Anschlußfläche (12) ausgebildete Verbindungsdrahtauflage (28) geführt wird und auf die­ ser aufliegt oder zumindest zu dieser dicht beabstandet ist, und durch Eindrücken des Leitungselements (11) in die Verbindungsdrahtauflage (28) eine klemmende Aufnahme des Leitungselements (11) in der Verbindungsdrahtauflage (28) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der Verbindungsdrahtauflage bzw. der Verbin­ dungsdrahtauflagen (28, 29) der Verbindungsdraht mehrmals ge­ staucht wird, wobei zwischen den einzelnen Stauchvorgängen zur Ausbildung aufeinanderliegender Stauchschichten (34, 35) ein Ver­ bindungsdrahtvorschub erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beheizung des Verbindungsdrahts erfolgt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgter Klemmaufnahme des Leitungselements (11) in ei­ ner Verbindungsdrahtauflage (28) oder zwischen mehreren Verbin­ dungsdrahtauflagen (28, 29) auf einer Anschlußfläche (12) eines er­ sten Bauelements der Verbindungsdraht (27) unter Ausbildung einer Verbindungsdrahtbrücke (31) zu einer Anschlußfläche (33) eines weiteren Bauelements geführt wird zur Ausbildung einer weiteren Klemmaufnahme.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungselement (11) zunächst über eine erste Anschlußfläche (12) und anschließend über eine weitere Anschlußfläche (12) hinweg­ geführt wird und eine Verbindung des Leitungselements (11) mit bei­ den Anschlußflächen (12) erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Führungen des Leitungselements (11) über die An­ schlußflächen (12) mit diesem ein Spulenwickelvorgang durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Fertigstellung der Stauchverbindung diese mit einem Schutzüberzug versehen wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch eine Halteeinrichtung (14) zur positionierenden Aufnahme ei­ nes mit Anschlußflächen (12) versehenen elektronischen Bauelements (13), eine Drahtführungseinrichtung (15) zur Führung des Drahtleiters (11) über die Anschlußflächen (12), und eine Einrichtung zur Führung eines Verbindungsdrahts (27) und zum Aufbringen mindestens einer Verbindungsdrahtauflage (28, 29) auf die Anschlußflächen (12).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchverbindungseinrichtung mit einer Drahtvorschubein­ richtung, einer Staucheinrichtung (Mundstück 26) zur Herstellung ei­ ner Stauchverbindung zwischen dem Drahtleiter (11) und einer An­ schlußfläche (12) und einer Trenneinrichtung versehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchverbindungseinrichtung oder Teile davon beheizbar ist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchverbindungseinrichtung, vorzugsweise das Mundstück (26), mit einer Einrichtung zum Aufbringen eines Schutzüberzugs versehen ist.

13. Verbindung zwischen einem Leitungselement, insbesondere einem mikrofeinen Drahtleiter, und einer Anschlußfläche eines elektroni­ schen Bauelements, wie eines Chips, gekennzeichnet durch einen Verbindungsdraht (27), der ausgehend von der zwischen dem Verbindungsdraht und der Anschlußfläche gebildeten ersten ge­ stauchten Verbindungsdrahtauflage so um das Leitungselement (11) herumgeführt ist, daß das Leitungselement (11) zwischen der ersten gestauchten Verbindungsdrahtauflage (28) und der gegenüberliegen­ den auf der Oberseite des Leitungselements (11) gebildeten zweiten gestauchten Verbindungsdrahtauflage (29) zumindest mit einem Teil seines Querschnittsumfangs zwischen den gestauchten Verbindungs­ drahtauflagen (28, 29) klemmend gehalten ist.

14. Verbindung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einer Verbindungsdrahtauflage (29) der Verbin­ dungsdraht (27) unter Ausbildung einer Verbindungsdrahtbrücke (31) mit einer Anschlußfläche (33) eines weiteren elektronischen Bauele­ ments verbunden ist.

15. Verbindung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Verbindungsdraht (27) und der An­ schlußfläche (12, 33) mit einem korrosionsbeständigen Überzug ver­ sehen ist.