JPH081770B2 - 電気接点構造 - Google Patents
電気接点構造Info
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- JPH081770B2 JPH081770B2 JP5180112A JP18011293A JPH081770B2 JP H081770 B2 JPH081770 B2 JP H081770B2 JP 5180112 A JP5180112 A JP 5180112A JP 18011293 A JP18011293 A JP 18011293A JP H081770 B2 JPH081770 B2 JP H081770B2
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- tin
- layer
- adhesive layer
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49579—Lead-frames or other flat leads characterised by the materials of the lead frames or layers thereon
- H01L23/49582—Metallic layers on lead frames
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
- B23K35/004—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a metal of the iron group
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C5/00—Alloys based on noble metals
- C22C5/06—Alloys based on silver
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49866—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers characterised by the materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/02—Contact members
- H01R13/03—Contact members characterised by the material, e.g. plating, or coating materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
- H01R4/02—Soldered or welded connections
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄／ニッケル合金から
製造されたコア部分を有し、および該コア部分の一部分
上に設けられ且つはんだ付けの接続として役立つ金／錫
合金（金が約６０〜９０重量％および錫が約１０〜約４
０重量％の含量）を有し、コア部分と金／錫合金との間
の接着層が該コア部分の表面上に設けられている電気接
点構造に関するものである。
製造されたコア部分を有し、および該コア部分の一部分
上に設けられ且つはんだ付けの接続として役立つ金／錫
合金（金が約６０〜９０重量％および錫が約１０〜約４
０重量％の含量）を有し、コア部分と金／錫合金との間
の接着層が該コア部分の表面上に設けられている電気接
点構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および課題】前記のタイプの接点構造は、
金／錫合金を用いて、支持体、例えばセラミック基体上
にはんだ付けされており、電気工学的または電気的構成
部との電気接点を確立するのに役立っている。この場合
において、はんだ付け接続として役立つ金／錫合金は、
支持体に直接はんだ付けされるべきコア部分のみを覆う
べきである。従来、コア部分は卑金属またはその合金を
含有してなるので、導電率、接点抵抗等のような求めら
れる電気的性質のみならず、金／錫合金が、コア部分の
目的とする部分上に残り、且つコア部分の表面の別の領
域に偶発的に濡れ（wet）ないことを確実にする、コア
部分と金／錫合金との間に設けられる好適な接着層を見
いださなければならないという問題がある。
金／錫合金を用いて、支持体、例えばセラミック基体上
にはんだ付けされており、電気工学的または電気的構成
部との電気接点を確立するのに役立っている。この場合
において、はんだ付け接続として役立つ金／錫合金は、
支持体に直接はんだ付けされるべきコア部分のみを覆う
べきである。従来、コア部分は卑金属またはその合金を
含有してなるので、導電率、接点抵抗等のような求めら
れる電気的性質のみならず、金／錫合金が、コア部分の
目的とする部分上に残り、且つコア部分の表面の別の領
域に偶発的に濡れ（wet）ないことを確実にする、コア
部分と金／錫合金との間に設けられる好適な接着層を見
いださなければならないという問題がある。
【０００３】このような接着層に使用される材料は、通
常金である。このような金層は、要求される性質を有
し、同時に、濡れる領域のサイズがコア部分に適用され
る金／錫合金の量により正確に制御され得るので、コア
部分の表面の大部分に偶発的に金／錫合金が濡れること
を避けることができる。金／錫合金で濡れるべき領域で
あるはんだ付けの領域が、接点構造の全表面に対して比
較的多い割合である接点構造は、金からなる接着層のコ
ストが、接点構造のコストに非常に悪い影響を与えるこ
とが明らかである。
常金である。このような金層は、要求される性質を有
し、同時に、濡れる領域のサイズがコア部分に適用され
る金／錫合金の量により正確に制御され得るので、コア
部分の表面の大部分に偶発的に金／錫合金が濡れること
を避けることができる。金／錫合金で濡れるべき領域で
あるはんだ付けの領域が、接点構造の全表面に対して比
較的多い割合である接点構造は、金からなる接着層のコ
ストが、接点構造のコストに非常に悪い影響を与えるこ
とが明らかである。
【０００４】ドイツ特許第３０２８０４４Ｃ１号明細書
によれば、例えば銅と鉄からなるはんだ付け層と、その
上に被覆された防食層とからなるはんだ付け可能な積層
構造が知られている。この積層構造は、例えばガラス、
シリコン、エポキシドまたはセラミックからなる担体の
上部に設けられている。防食層が薄い場合は、はんだ付
け工程中にはんだが防食層の多孔部分を通って到達し、
接触状態を生ずる。防食層が厚い場合は、この層をはん
だ付け工程の前に除去しなければならない。 ドイツ特許
第４０２５６２２Ａ１号明細書には、半導体システム、
とくに集積回路の半導体システムが記載されている。金
および錫が積層されたアルミニウム製の導体上に、バリ
ア層が設けられている。バリア層は、例えばチタン／タ
ングステンからなり、接続接点用の隆起部は、バリア層
と隣接する金層（非合金）である。また、バリア層の隆
起部とは反対側の領域には、８０重量％の金と、２０重
量％の錫とからなる層が設けられている。 Ａ．カイル他著の“電気接点とその材料”（１９８４年
シュプリンガー出版刊）のとくに２６３頁、左段によれ
ば、はんだにとくに高い防食性が要求される場合、僅か
に銀を添加した金を軟質はんだとして使用することが記
載されている。３．５％の銀との合金は優れた導電性を
有し、別の金属と容易に表面活性状態になる。 米国特許
第３３６７７５６号明細書によれば、金属製担体と、そ
の上に機械的に積層された金の層と、錫の含有率が１５
〜２５％の金−錫合金層からなるメッキとからなる接続
材料が公知である。担体は例えばニッケル、ニッケル−
鉄、コバールまたはモリブデンである。 ドイツ特許第３
９３２５３６Ｃ１号明細書によれば、プラグ接続が公知
である。接点材料は、例えば６０〜７０重量％の銀と、
３０〜４０重量％の錫からなる合金と、その上に積層さ
れた酸化錫の密閉被覆層とからなっている。 欧州特許第
００５５３６８Ｂ１号明細書には、金を多く含むはんだ
を用いて、２つの構造体を接合する方法が記載されてい
る。この方法によって形成されたはんだ付けは、銅を使
用していることから、単に金を多く含むはんだの場合よ
りも高い融点を有する。この方法によって、例えばセラ
ミック基板上のチップの表面 と、パラジウムおよび金を
被覆したコバールからなる電気接続ピンとが、Ａｕ／Ｓ
ｎ＝８０／２０のはんだを使用して互いに接続されてい
る。 欧州特許第００８２２７１Ｂ１号明細書には、銅、
金またはパラジウムの金属の薄いフィルムでコーティン
グされたニッケルフィルムからなるパッドを含む基体が
開示されている。 欧州特許第０１２４５３２Ｂ１号明細
書には、６０〜８０重量％の金、１５〜３０重量％のイ
ンジウムおよび５〜１０重量％の錫からなるはんだ合
金、さらに、電気的“入力／出力”プラグ接続ピン、ま
たは基板を半導体チップとを接続するための前記の合金
の使用方法が開示されている。この合金を使用して、ニ
ッケルおよび金メッキされたコバールピンとセラミック
基板とが、５１０℃のはんだ付けによって互いに接続さ
れている。 本発明の目的は、ほぼ同様の電気的および物
理的／化学的性質を満たしながら、金よりも安価である
接着層のための材料を見いだし、同時に、接点構造の表
面上の金／錫合金の制御不可の濡れを防ぐことである。
によれば、例えば銅と鉄からなるはんだ付け層と、その
上に被覆された防食層とからなるはんだ付け可能な積層
構造が知られている。この積層構造は、例えばガラス、
シリコン、エポキシドまたはセラミックからなる担体の
上部に設けられている。防食層が薄い場合は、はんだ付
け工程中にはんだが防食層の多孔部分を通って到達し、
接触状態を生ずる。防食層が厚い場合は、この層をはん
だ付け工程の前に除去しなければならない。 ドイツ特許
第４０２５６２２Ａ１号明細書には、半導体システム、
とくに集積回路の半導体システムが記載されている。金
および錫が積層されたアルミニウム製の導体上に、バリ
ア層が設けられている。バリア層は、例えばチタン／タ
ングステンからなり、接続接点用の隆起部は、バリア層
と隣接する金層（非合金）である。また、バリア層の隆
起部とは反対側の領域には、８０重量％の金と、２０重
量％の錫とからなる層が設けられている。 Ａ．カイル他著の“電気接点とその材料”（１９８４年
シュプリンガー出版刊）のとくに２６３頁、左段によれ
ば、はんだにとくに高い防食性が要求される場合、僅か
に銀を添加した金を軟質はんだとして使用することが記
載されている。３．５％の銀との合金は優れた導電性を
有し、別の金属と容易に表面活性状態になる。 米国特許
第３３６７７５６号明細書によれば、金属製担体と、そ
の上に機械的に積層された金の層と、錫の含有率が１５
〜２５％の金−錫合金層からなるメッキとからなる接続
材料が公知である。担体は例えばニッケル、ニッケル−
鉄、コバールまたはモリブデンである。 ドイツ特許第３
９３２５３６Ｃ１号明細書によれば、プラグ接続が公知
である。接点材料は、例えば６０〜７０重量％の銀と、
３０〜４０重量％の錫からなる合金と、その上に積層さ
れた酸化錫の密閉被覆層とからなっている。 欧州特許第
００５５３６８Ｂ１号明細書には、金を多く含むはんだ
を用いて、２つの構造体を接合する方法が記載されてい
る。この方法によって形成されたはんだ付けは、銅を使
用していることから、単に金を多く含むはんだの場合よ
りも高い融点を有する。この方法によって、例えばセラ
ミック基板上のチップの表面 と、パラジウムおよび金を
被覆したコバールからなる電気接続ピンとが、Ａｕ／Ｓ
ｎ＝８０／２０のはんだを使用して互いに接続されてい
る。 欧州特許第００８２２７１Ｂ１号明細書には、銅、
金またはパラジウムの金属の薄いフィルムでコーティン
グされたニッケルフィルムからなるパッドを含む基体が
開示されている。 欧州特許第０１２４５３２Ｂ１号明細
書には、６０〜８０重量％の金、１５〜３０重量％のイ
ンジウムおよび５〜１０重量％の錫からなるはんだ合
金、さらに、電気的“入力／出力”プラグ接続ピン、ま
たは基板を半導体チップとを接続するための前記の合金
の使用方法が開示されている。この合金を使用して、ニ
ッケルおよび金メッキされたコバールピンとセラミック
基板とが、５１０℃のはんだ付けによって互いに接続さ
れている。 本発明の目的は、ほぼ同様の電気的および物
理的／化学的性質を満たしながら、金よりも安価である
接着層のための材料を見いだし、同時に、接点構造の表
面上の金／錫合金の制御不可の濡れを防ぐことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的は、接着層が、
約１０〜約５０重量％の錫含量で、残部が銀である銀／
錫合金から形成される、請求項１に記載の電気接点構造
により達成される。このような接着層は、金からなる接
着層よりも非常に安価であり、また要求される電気的ま
たは物理的／化学的性質についても金層と同等である。
約１０〜約５０重量％の錫含量で、残部が銀である銀／
錫合金から形成される、請求項１に記載の電気接点構造
により達成される。このような接着層は、金からなる接
着層よりも非常に安価であり、また要求される電気的ま
たは物理的／化学的性質についても金層と同等である。
【０００６】約１５〜約４０重量％の錫含量を有する銀
／錫合金も有利である。また、コア部分と接着層との間
に配置されるニッケル層も有利である。このニッケル層
は、コア部分の鉄／ニッケル合金から接着層中への鉄の
拡散のバリアとして役立つ。鉄が望ましくない挙動にお
いて存在することが、接着層の性質に悪影響を及ぼす場
合、とくにこれが有利であると証明された。
／錫合金も有利である。また、コア部分と接着層との間
に配置されるニッケル層も有利である。このニッケル層
は、コア部分の鉄／ニッケル合金から接着層中への鉄の
拡散のバリアとして役立つ。鉄が望ましくない挙動にお
いて存在することが、接着層の性質に悪影響を及ぼす場
合、とくにこれが有利であると証明された。
【０００７】このタイプの層は、例えば電気メッキまた
はＰＶＤ法によりコア部分上に設けることができる。金
／錫合金は、例えば溶融滴下、あるいは例えば球形の固
体材料として設けることができ、続いて溶融することに
より接着層への結合が達成される。溶融法において、球
形の金／錫は、球形のセグメントと同じ形状に変形す
る。この場合において、金／錫合金の濡れた領域のサイ
ズは、適用された金／錫合金の量により制御され得る。
たとえ、コア部分が、広い範囲（例えば側部すべて）に
わたり接着層でコーティングされ、同時に接着層がスプ
リング接点、スライドする接点またはプラグ−イン接点
として使用可能であるとしても、金／錫合金は、接着層
の狭く限定された領域のみを濡らす。
はＰＶＤ法によりコア部分上に設けることができる。金
／錫合金は、例えば溶融滴下、あるいは例えば球形の固
体材料として設けることができ、続いて溶融することに
より接着層への結合が達成される。溶融法において、球
形の金／錫は、球形のセグメントと同じ形状に変形す
る。この場合において、金／錫合金の濡れた領域のサイ
ズは、適用された金／錫合金の量により制御され得る。
たとえ、コア部分が、広い範囲（例えば側部すべて）に
わたり接着層でコーティングされ、同時に接着層がスプ
リング接点、スライドする接点またはプラグ−イン接点
として使用可能であるとしても、金／錫合金は、接着層
の狭く限定された領域のみを濡らす。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を図面を用いた実施例によりさ
らに詳細に説明する。図１は、金／錫合金を有するスプ
リング接点の側面図を示すものである。図２は、ピン接
点の縦断面図を示すものである。
らに詳細に説明する。図１は、金／錫合金を有するスプ
リング接点の側面図を示すものである。図２は、ピン接
点の縦断面図を示すものである。
【０００９】図１に描かれている電気接点構造は、鉄／
ニッケル合金（例えばコバール）の平らなストリップ形
状のコア部分１を有する。コア部分１は、鉄の拡散に対
する拡散バリアとしてのニッケル層２を備えている。こ
のニッケル層２上に設けられているのは、接着層３であ
る。接着層３は、約２０重量％の含量の錫を有し、残部
が銀である、電気めっきにより適用された銀／錫合金を
含有する。接着層３の一部分上に配置されているのは、
金／錫合金４である。この金／錫合金４は、接着層３上
の球形としておかれ、続いて約３０５℃で数分間持続す
る熱処理により溶融される。
ニッケル合金（例えばコバール）の平らなストリップ形
状のコア部分１を有する。コア部分１は、鉄の拡散に対
する拡散バリアとしてのニッケル層２を備えている。こ
のニッケル層２上に設けられているのは、接着層３であ
る。接着層３は、約２０重量％の含量の錫を有し、残部
が銀である、電気めっきにより適用された銀／錫合金を
含有する。接着層３の一部分上に配置されているのは、
金／錫合金４である。この金／錫合金４は、接着層３上
の球形としておかれ、続いて約３０５℃で数分間持続す
る熱処理により溶融される。
【００１０】接着層３中に鉄が拡散することを防ぐため
には、約２μmの層厚を有するニッケル層２を設ければ
十分である。接着層３は、約２〜４μmの厚さを有す
る。なおこれ以上の厚い層を設けることも可能である
が、ほとんどの用途にとっては無意味である。
には、約２μmの層厚を有するニッケル層２を設ければ
十分である。接着層３は、約２〜４μmの厚さを有す
る。なおこれ以上の厚い層を設けることも可能である
が、ほとんどの用途にとっては無意味である。
【００１１】また別の態様が図２に示されている。この
場合、はんだ付けの接続が、円筒形のコア部分１の末端
面上に設けられている。上記と同様な方法においてこの
末端面上に設けられているのは、ニッケル層２および接
着層３である。この上に、末端面を覆う金／錫合金４が
球形セグメントの形状で適用され、その接点表面は、コ
ア部分１の末端面に対応している。
場合、はんだ付けの接続が、円筒形のコア部分１の末端
面上に設けられている。上記と同様な方法においてこの
末端面上に設けられているのは、ニッケル層２および接
着層３である。この上に、末端面を覆う金／錫合金４が
球形セグメントの形状で適用され、その接点表面は、コ
ア部分１の末端面に対応している。
【図１】金／錫合金を有するスプリング接点の側面図を
示すものである。
示すものである。
【図２】ピン接点の縦断面図を示すものである。
１ コア部分 ２ ニッケル層 ３ 接着層 ４ 金／錫合金
Claims (3)
- 【請求項１】鉄／ニッケル合金から製造されたコア部
分、および 該コア部分の一部分上に適用され且つはんだ付け接続と
して役立つ、６０〜９０重量％の金および１０〜４０重
量％の錫含量を有する金／錫合金を有し、 該コア部分と該金／錫合金との間に、接着層が該コア部
分の表面上に設けられている電気接点構造であって、 該接着層３が、５０〜９０重量％の銀および１０〜５０
重量％の錫含量である銀／錫合金により形成されている
ことを特徴とする、電気接点構造。 - 【請求項２】 接着剤層３が、６０〜８５重量％の銀お
よび１５〜４０重量％の錫からなる銀／錫合金である、
請求項１に記載の電気接点構造。 - 【請求項３】 コア部分１と接着層３との間に、ニッケ
ル層２が設けられている、請求項１または２に記載の電
気接点構造。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4224012.3 | 1992-07-21 | ||
| DE4224012A DE4224012C1 (de) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | Lötfähiges elektrisches Kontaktelement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06187866A JPH06187866A (ja) | 1994-07-08 |
| JPH081770B2 true JPH081770B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=6463746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5180112A Expired - Lifetime JPH081770B2 (ja) | 1992-07-21 | 1993-07-21 | 電気接点構造 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5422451A (ja) |
| JP (1) | JPH081770B2 (ja) |
| CA (1) | CA2096103A1 (ja) |
| DE (1) | DE4224012C1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6246551B1 (en) * | 1998-10-20 | 2001-06-12 | Ecrix Corporation | Overscan helical scan head for non-tracking tape subsystems reading at up to 1X speed and methods for simulation of same |
| JP3350667B2 (ja) * | 1999-02-02 | 2002-11-25 | 住友特殊金属株式会社 | ろう接用複合材及びろう接構造物 |
| US6166341A (en) * | 1999-09-24 | 2000-12-26 | Honeywell Inc | Dual cross edge contacts for low energy switches |
| US6156982A (en) * | 1999-09-24 | 2000-12-05 | Honeywell Inc. | Low current high temperature switch contacts |
| DE10139797A1 (de) * | 2001-08-14 | 2003-02-27 | Bsh Bosch Siemens Hausgeraete | Elektrische Steckverbindung |
| US7391116B2 (en) * | 2003-10-14 | 2008-06-24 | Gbc Metals, Llc | Fretting and whisker resistant coating system and method |
| JP4622705B2 (ja) * | 2005-07-01 | 2011-02-02 | パナソニック株式会社 | パネルスイッチ用可動接点体 |
| JP4834022B2 (ja) * | 2007-03-27 | 2011-12-07 | 古河電気工業株式会社 | 可動接点部品用銀被覆材およびその製造方法 |
| JP4834023B2 (ja) * | 2007-03-27 | 2011-12-07 | 古河電気工業株式会社 | 可動接点部品用銀被覆材およびその製造方法 |
| TWI488733B (zh) * | 2012-10-04 | 2015-06-21 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | Metal material for electronic parts and manufacturing method thereof |
| DE102015003285A1 (de) * | 2015-03-14 | 2016-09-15 | Diehl Metal Applications Gmbh | Verfahren zur Beschichtung eines Einpresspins und Einpresspin |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1904241A (en) * | 1926-12-31 | 1933-04-18 | Kammerer Erwin | Compound metal stock |
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