[发明专利]键合引线和用于产生键合连接的方法

说明书

技术领域

本发明涉及键合引线连接。

背景技术

除其他之外，键合引线应用于功率电子模块和其他电组件之中。在此，它们部分地经受非常高的电流。于是例如在相应的接通的某些状态下可能造成键合引线的很高的冲击电流负载，由此可能使得键合引线被爆炸性地损毁。在极端情况下，例如当键合引线被密封式封闭地安置在该组件的壳体中时，这可能导致压力波，由于该压力波而使得该组件碎裂。此外，可能出现电弧，由于该电弧而使得诸如硅铸造块的一个铸造块嵌入到键合引线之中、使其蒸发和/或被从该壳体中抛射出来。此时出现的等离子体在不利的情况下还可能导致在该组件之内和/或之外的电短路。

发明内容

本发明的任务在于提供一种可能性，由此能够避免电组件的此类意外事故的危险或者至少降低其影响。另一个任务在于提供一种用于生产具有对应地改进的特性的组件的方法。这些任务通过一种根据本专利的键合引线或者通过一种根据本专利的用于生产电组件的方法而得以解决。本发明的设计和改进方案是各从属权利要求的主题。

一条键合引线包括由一种第一材料制成的一个或多根单丝，该一个或多根单丝嵌入到由一种第二材料制成的基体中。在此意义上，“单丝”应当理解为是一个连续的区段，它是由该第一材料组成的并且在该键合引线的走向方向上在其总长度上延伸。这些单丝中的每一个在1013.25hPa的压力下都具有第一熔融温度。该基体对应地在1013.25hPa的压力下具有第二熔融温度。该第一熔融温度比该第二熔融温度高出450℃以上。

通过这些差别很大的熔融温度，实现了在键合引线的电过载的情况下，该基体首先熔化然后开始蒸发，而该一个或多个单丝不熔化或者相对于基体的熔化而言受阻滞地熔化。通过这种措施，实现了使由于键合引线的熔化和蒸发而出现的压力累积的梯度并且在使用常规键合引线的情况下相比更小。该第一材料和/或该第二材料尤其能够是金属，以及仅仅由金属组成或包含至少一种金属的合金。可选地，在该基体中还能够嵌入非金属填充剂，例如由硅、碳、或者陶瓷（例如碳化硅、氮化铝、氧化铝）、或者所述材料的任意混合物制成的填充剂，以改进键合引线的可拉伸性。同样可选地，该填充剂能够具有比该基体更小的线性热膨胀系数，以总体上降低键合引线的热膨胀系数，例如针对一个物体（例如像半导体芯片）的膨胀系数实现明确的匹配，该物体应当与键合引线相键合并且具有比该基体更小的线性热膨胀系数。

在用于生产电组件的方法方面，将具有上面说明的构造的键合引线键合到载体的金属化部分处，使得键合引线直接接触该金属化部分。

附图说明

以下将参考附图借助于实施例来说明本发明。附图的图示不是按比例的。其中：

图1A示出了确切地具有一条单丝的键合引线的区段的立体图。

图1B示出了穿过根据图1A的键合引线的纵剖面。

图1C示出了在一个截面平面E1中穿过根据图1A和1B的键合引线的横截面。

图2示出了穿过一个键合引线的横截面，该键合引线确切地具有一个偏心地安置在该键合引线中的单丝。

图3A示出了穿过一个具有多个彼此间隔开的单丝的键合引线的横截面。

图3B示出了在一个截面平面E3中穿过根据图3A的键合引线的纵截面。

图4示出了穿过具有非圆形横截面的键合引线的横截面。

图5示出了穿过具有一根单丝的键合引线的横截面，该单丝具有不规则的横截面。

图6示出了穿过具有一根单丝的矩形键合引线的横截面，该单丝同样具有矩形的横截面。

图7示出了穿过一个键合在金属化部分处的键合引线的横截面。

图8示出了在多种金属之间的温度差的一张表，这些金属的熔融温度相差至少450℃。

具体实施方式

图1A示出一个键合引线1的区段的立体图。键合引线1确切地具有一根单丝10，该单丝由一种第一材料制成并嵌入到由一种第二材料制成的基体20中。为了简化图示，该区段展示为直的引线区段，其纵向在方向z上延伸。方向x和y彼此垂直并且垂直于键合引线1走向方向地延伸，该键合引线的走向方向在所示的例子中通过方向z给出。

在所示的例子中，键合引线区段的纵向是与其走向方向相同的。然而，理论上键合引线1也可以是弯曲的。在这种情况下，沿键合引线1的走向方向可能并不总是有如下结果：分别垂直于引线的走向方向而延伸的不同的横截面平面E1一般而言并不彼此平行。对于弯曲的键合引线1的情况，在沿键合引线1可变的键合引线1走向方向上，该z方向相应地以随位置而变的方式延伸。