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
- alloy
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- H—ELECTRICITY
- 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
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01L23/498—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
- 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
- H01L2924/0001—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 |
DE60025081T2 (de) * | 1999-02-02 | 2006-06-22 | Neomax Materials Co., Ltd., Suita | Lötverbundstoff zur verwendung in einem wärmeaustauscher sowie wäremaustauscher |
US6156982A (en) * | 1999-09-24 | 2000-12-05 | Honeywell Inc. | Low current high temperature switch contacts |
US6166341A (en) * | 1999-09-24 | 2000-12-26 | Honeywell Inc | Dual cross edge contacts for low energy switches |
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 |
US3367756A (en) * | 1966-03-25 | 1968-02-06 | Alloys Unltd Inc | Gold tin alloy clad product |
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